KAPF系列有源滤波装置

产品概述

　　APF（Active Power Filter）是一种基于电压源逆变器的新型电力电子谐波滤除装置，通过实时检测负载电流波形，动态生成反向谐波电流，实现滤除（抵消）谐波、动态补偿系统无功与电压波动、抑制谐振、提高功率因数等功能。具有输出特性不受系统影响、无谐波放大危险、响应速度快、滤波范围广、滤波效率高、体积小重量轻等突出优点，已成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段。

产品主要应用于如下领域：

适用于商业建筑的SAPF（三相四线产品）

　　办公大楼及商业大厦

　　UPS系统

　　中央空调系统

　　住宅大楼

　　计算机中心

　　升降机

　　市政

适用于工业型大容量负荷的SAPF（三相三线产品）

　　电气化铁道及城市轨道交通行业

　　石化和天然气行业

　　电力行业

　　冶金行业

　　建材行业

　　煤炭行业

　　纺织行业

　　造纸业

　　造船业

　　精密制造业

　　汽车行业

工作原理

　　如上图，SAPF通过外部CTload采集负载电流信号，由谐波检测模块将基波成份分离，谐波成份被送至“调节&监测”模块。该模块将采集到的负载谐波电流成份与APF输出补偿电流进行比较，得到的差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT逆变器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。

性能特点

　　选用国际著名品牌、技术成熟的IGBT器件；

　　可同时滤除2～50次谐波或补偿用户指定次数谐波；

　　响应速度快，谐波补偿电流响应时间小于10ms；

　　具有谐波补偿、无功补偿及不平衡补偿三种补偿模式；

　　装置不受电网系统阻抗影响，不会发生谐振或谐波放大，安全性好；

　　装置永不过流，在滤波的同时，能避免过补偿；可根据负荷变化，自动合理限制补偿电流，既具有良好的补偿性能，又可保证装置安全可靠工作；

　　具备完整的保护功能，包括过载、过电压、欠电压、过电流等；

　　扩展性能好，可多台SAPF并联应用；

　　友好的操作和显示人机界面，可提供完整的现场信息；

　　进线方式灵活，方便安装。

产品型号

 使用环境

　　环境温度：-10℃～+40℃

　　相对湿度：不超过85%，不凝露

　　海拔高度：不超过2000m（＞2000m时降容运行或特殊定制）

　　安装地点：垂直倾斜度不超过50，无火灾、爆炸危险、导电尘埃、腐蚀性气体及剧烈振动。

执行标准

　　《低压成套开关设备和控制设备》                     GB7251.1-2005

　　《电能质量  公用电网谐波》                         GB/T14549-93

技术指标

额定电压（V）	AC380V±15%，AC690V±15%
工作频率（Hz）	50±5%
电气接线	三相三线，三相四线
滤波范围	2～50次谐波（可全部滤波，也可选择性滤波）
滤波能力	可高达95%
响应时间	<10ms
功率因数校正	有，且可设定
限流能力	自动限流，100%额定输出
运行方式	并联运行，可多台扩展
整机效率	>97%
IGBT开关频率	20kHz
通讯接口	RS485/RS232
冷却方式	强制风冷
环境温度	-10℃～+40℃
相对湿度	不超过85%，不凝露
海拔高度	2000m（2000m以上，按标准规定降容使用）
安装地点	垂直倾斜度不超过50，无火灾、爆炸危险、导电尘埃、腐蚀性气体及剧烈振动。

技术规格

SAPF-Ⅰ产品（用于三相三线系统）

产品型号	SAPF-50/380-Ⅰ	SAPF-100/380-Ⅰ			SAPF-150/380-Ⅰ	SAPF-200/380-Ⅰ	SAPF-300/380-Ⅰ
补偿电流A	50	100			150	200	300
额定电压V	380V
额定频率Hz	50Hz
防护等级	IP30或根据用户要求定制
参考尺寸mm (宽*深*高)	800*600*2200		800*600*2200	800*800*2200		1000*800*2200		1200*800*2200
重量（kg）	100		170	350		450		550
安装方式	立柜		立柜	立柜		立柜		立柜
进线方式	上进线/下进线		上进线/下进线	上进线/下进线		上进线/下进线		上进线/下进线
电流互感器	150/5～6000/5（选用开口型电流互感器）

SAPF-Ⅱ（用于三相四线系统）

产品型号	SAPF-20/380-Ⅱ	SAPF-30/380-Ⅱ		SAPF-50/380-Ⅱ				SAPF-100/380-Ⅱ	SAPF-150/380-Ⅱ
补偿电流A	20	30		50				100	150
额定电压V	380V
额定频率Hz	50Hz
防护等级	IP30或根据用户要求定制
参考尺寸mm (宽*深*高)	480*550*200		480*550*200		480*650*200			800*600*2200	800*800*2200
重量（kg）	28		28		35			170	350
安装方式	壁挂/机架		壁挂/机架		壁挂/机架			立柜	立柜
进线方式	上进线/后进线		上进线/后进线		上进线/后进线			上进线/下进线	上进线/下进线
电流互感器	150/5～6000/5（选用开口型电流互感器）
产品型号	SAPF-200/380-Ⅱ		SAPF-300/380-Ⅱ
补偿电流A	200		300
额定电压V	380V
额定频率Hz	50Hz
防护等级	IP30或根据用户要求定制
参考尺寸mm (宽*深*高)	1000*800*2200		1200*800*2200
重量（kg）	450		550
安装方式	立柜		立柜
进线方式	上进线/下进线		上进线/下进线
电流互感器	150/5～6000/5（选用开口型电流互感器）

 

注：可根据技术方案提供定制型号产品。

设备选型

　　对于新建项目，可按照负荷的谐波特征，参照以往的工程经验，计算出需要的APF容量，选择合适的APF配置方案，预留电气安装位置；对于具备现场测试条件的项目，使用专用的谐波测试仪器进行现场测试，确定APF的安装容量，并选择适当的APF安装位置。

　　APF的容量计算可根据以下公式统计。

　　总谐波电流有效值（方均根值）：

　　电流总谐波畸变率：

　　式中：——第h次谐波电流（方均根值）；

　　　　　——基波电流（方均根值）

　　根据计算得到的补偿谐波电流 的大小，然后选择输出补偿电流额定值大于 的有源滤波装置。选择的标准是大于1.25 。

补偿方案

　　根据系统中非线性负载的分布状况及客户需要达到治理效果，有源滤波装置的应用可分为集中补偿、分组补偿和就地补偿三种方案。

集中补偿

　　集中补偿适用于非线性负载数量大且分散，且单台非线性负载容量较小的系统，可在系统进线端安装有源滤波装置，对系统中存在的谐波进行综合治理。

分组补偿

　　分组补偿适用于非线性负载集中在其中几条支路的系统中，可在这几条支路的汇总点安装有源滤波装置，以避免谐波电流流入电网污染其它负载。

就地补偿

　　就地补偿适用于单台负载谐波含量较大且分布较为分散的配电系统，在该单台负载的输入端安装有源滤皮装置可以达到理想治理效果。

订货须知

　　配电系统或被补偿设备的额定电压、额定容量、自然功率因数、系统接线方式。

　　补偿容量及滤波要求（或者提供各次谐波电流的含量）。

　　系统内现有补偿装置的容量、分组数量、结构形式等。

　　安装空间及进线方式要求。

　　箱体颜色、尺寸与安装特殊要求。

　　其它特殊要求。

应用案例

工况概述

　　某化纤企业应用了大量的低压变频器，380V侧5次、7次谐波含量较大，现有低压无功补偿装置经常出现放大谐波，引起跳闸事故，生产线的控制系统频繁故障损坏。

解决方案

　　通过现场测试，最终选择一台SAPF-300/380-Ⅰ型并联有源滤滤装置。

测试结果

图1：装置投运前电流波形图　　　　　　　图2：装置投运后电流波形图

 

图3：装置投运前谐波电流柱状图           图4：装置投运后谐波电流柱状图

使用效果

　　SAPF投入使用后，对谐波抑制起到较好作用，系统的电流畸变率由投前的30.5%降到2.5%，其中5次谐波电流由投前的26.3%降到了2.8%，治理效果非常明显，各类故障现象基本杜绝。