一、產(chǎn)品概述
上海坤友電氣有限公司根據(jù)市場的需求研制出KYXBQ型諧波吸收裝置是由上海坤友電氣有限公司與上海理工大學(xué)共同組建的研發(fā)隊伍自主研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)化的高科技產(chǎn)品,為諧波治理提供了上乘的解決方案,是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型諧波治理裝置。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流,并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,送入高速數(shù)字信號處理器(DSP)對信號進行處理,將諧波與基波分離,并以脈寬調(diào)制(PWM)信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖,驅(qū)動IGBT功率模塊,生成與諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流并注入電網(wǎng),對諧波電流進行補償或抵消,主動消除電力諧波,從而實現(xiàn)對電力諧波的治理。
二、基本原理圖
坤友電氣KYXBQ型諧波吸收裝置主體主要由基于IGBT的電壓源逆變器、濾波電抗器、直流儲能單元和數(shù)字化控制系統(tǒng)等4部分構(gòu)成。KYXBQ型諧波吸收裝置的作用相當(dāng)于一個受控電流源,與負(fù)載并聯(lián)接入電網(wǎng),可以補償電網(wǎng)諧波、三相不平衡、無功功率,抑制電壓閃變,從而改善電能質(zhì)量。
五、功能特點
可同時濾除2次到61次,高達60種諧波;
采用高清晰,5.7英寸中文彩色觸摸屏;
可過濾零線中的(第3次、第9次..)零序諧波 (三相四線型) ;
對目標(biāo)諧波,有效濾波能力可達97.5%;
響應(yīng)時間小于100μs,對階躍變化的諧波補償時間小于10ms(1/2周波) ;
使用具有自適應(yīng)能力的領(lǐng)域篩選矢量補償算法方式,可確保*佳濾波精度;
自適應(yīng)諧波情況,自動濾除,無需設(shè)定濾波模式和選擇濾除諧波的種類;
能夠自動適應(yīng)電網(wǎng)的阻抗變化;
可在不改變無功功率和負(fù)載平衡的情況下濾除諧波;
可產(chǎn)生無功功率,并控制功率因數(shù)(可選) ;
可平衡各相和相之間的負(fù)載電流(可選) ;
不會過載;
采用Xilinx公司的Spartan3adsp FPGA進行集中控制。FPGA時鐘頻率*高可到200MHz,內(nèi)部有84個硬件DSP單元,DSP并行運行,運算速率遠(yuǎn)高于單個DSP控制方式,且通信延遲小,響應(yīng)速度更快,便于采用更的控制算法,使KYXBQ型諧波吸收裝置達到更加**的濾波補償效果。
可以實現(xiàn)8臺KYXBQ型諧波吸收裝置并聯(lián)且只使用一個FPGA集中控制,克服了多個控制器之間通信存在延遲以及可能受到干擾的缺點,增強了補償性能,提高了系統(tǒng)的可靠性。
采用閉環(huán)控制策略,并結(jié)合開創(chuàng)的自適應(yīng)電流平均值控制算法。由于電流平均值控制的開關(guān)頻率是恒定的,因此克服了傳統(tǒng)的滯環(huán)電流控制由于開關(guān)頻率變化所帶來的輸出頻譜范圍寬、濾波較困難、高頻諧波會干擾電網(wǎng)等缺點 ,使KYXBQ型諧波吸收裝置達到了**的濾波性能。
設(shè)計選型簡單,不需要進行詳細(xì)的電網(wǎng)分析,只需要測量諧波電流的大小。
實施故障記錄和事件記錄,并可查詢歷史記錄。
六、應(yīng)用領(lǐng)域
1.軌道交通行業(yè)
軌道交通牽引系統(tǒng)
1)電動機車運行所需的牽引負(fù)荷
2)車站、區(qū)間、車輛段控制中心等其它建筑物所需要的動力照明用電,諸如:通風(fēng)機、空調(diào)、自動扶梯、電梯、水泵、照明、AFC系統(tǒng)、FAS、BAS、通信系統(tǒng)信號系統(tǒng)等。
城市軌道交通的供電系統(tǒng)中波源主要為:
1)牽引整流逆變裝置產(chǎn)生的高次諧波(11次、13次);
2)其次是站用變電站中的大量非線性負(fù)荷(3次、5次、7次等);
由于牽引負(fù)荷安裝在35KV側(cè),一般采用12脈波的整流裝置,諧波含量會降低;如果諧波含量不超標(biāo),可考慮只在低壓0.4KV側(cè)治理**大用電群產(chǎn)生的諧波。
城市公交充電站:
很多城市已向電動公交發(fā)展,在電動公交集體充電的充電站,大量充電機同時工作的時候產(chǎn)生的諧波會對周圍電網(wǎng)和設(shè)備造成很大的影響。
2.鉆井平臺
海上石油平臺鉆井設(shè)備的電動機配置如下:兩組泥漿泵組的電機、絞車電機、轉(zhuǎn)盤電機、頂驅(qū)電機。每一段母線上有四臺由全交流變頻驅(qū)動系統(tǒng)控制的大型電動機。交流變頻系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的高次諧波,6脈波交流變頻驅(qū)動會產(chǎn)生5、7、11、13次等諧波。
由于變頻器功率因數(shù)較高,一般在0.9以上,同時產(chǎn)生大量的諧波,電流諧波畸變率THDI達30%以上,因此在治理諧波的同時,必須保證系統(tǒng)不會過補償。
3.汽車制造行業(yè)
車身車間大量使用電焊機、激光焊機和大容量感性負(fù)荷(以電動機為主)等非線性負(fù)荷,導(dǎo)致了車間所有變壓器負(fù)荷電流都存在嚴(yán)重的諧波電流3、5、7、9和11次為主,0.4KV低壓母線的電壓總畸變率達到5%以上,電流總畸變率(THDI)達到了40%左右,造成0.4KV低壓母線的電壓總畸變率嚴(yán)重超標(biāo),并導(dǎo)致了用電設(shè)備和變壓器存在嚴(yán)重的諧波功率損耗。同時,車間所有變壓器負(fù)荷電流都存在嚴(yán)重的無功功率需求,部分變壓器平均功率因數(shù)僅為0.6左右,存在嚴(yán)重的功率損耗問題,并導(dǎo)致變壓器輸出有功容量嚴(yán)重不足。
4.機場航站:機場的辦公中心、電梯、照明設(shè)備。
5.院校及體育場館
大量的電梯、熒光燈、電腦、UPS電源、打印機等設(shè)備產(chǎn)生大量的3次諧波全在中性線上疊加,會造成中性線電流過大從而損壞絕緣。還會造成繼電保護設(shè)備的誤動和拒動。
6.冶金
鋼鐵企業(yè):大量采用的是中頻加熱設(shè)備,變頻驅(qū)動設(shè)備。電弧爐和中頻爐在正常生產(chǎn)時會對電網(wǎng)造成高次諧波、電壓閃變、電壓波動、三相電壓及電流不平衡。
軋鋼企業(yè):軋鋼機、打磨機、電機拖動設(shè)備,都是采用變頻驅(qū)動來實現(xiàn)的,在設(shè)備運行過程中全產(chǎn)生5、7、11、13次特征諧波。
7.石油化工
石油化工企業(yè)低壓配電系統(tǒng)中主要諧波源:
機泵變頻調(diào)速裝置(VVVF);
工藝裝置或水系統(tǒng)使用變頻調(diào)速裝置主要目的是:
8.造紙:變頻器作為設(shè)備傳動的核心部件在造紙行業(yè)應(yīng)用廣泛,變頻器的大量應(yīng)用,必將產(chǎn)生大量的5、7、11、13次諧波。
9.通訊:移動、聯(lián)通、電信、網(wǎng)通的辦公大樓。
10.醫(yī)院配電系統(tǒng)
11.**行業(yè)
12.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心
13.寶石、單晶硅、玻璃合成行業(yè)
14.塑料紙薄膜生產(chǎn)和芯片生產(chǎn)線
15.港口機械
港機是大型的提升設(shè)備,一般都采用很大的變頻器,因此是港口機械主要的諧波發(fā)生源,因此對于該類應(yīng)用場合也應(yīng)作為KYXBQ型諧波吸收裝置的應(yīng)用之一。
16.電氣化鐵路
電氣化鐵路一般使用直流電機拖動,因此是一個市政方面的主要諧波源。根據(jù)現(xiàn)有上海、北京等地電氣化鐵路的運行情況,大多數(shù)系統(tǒng)都安裝了諧波治理裝置。KYXBQ型諧波吸收裝置可以達到電氣鐵路濾波器國產(chǎn)化的作用。
17.高精度自動化生產(chǎn)線
高精度自動化生產(chǎn)線本身不產(chǎn)生諧波,但是對于電能質(zhì)量有很高的要求,因此需要在高精度自動化生產(chǎn)線的供電側(cè)安裝KYXBQ型諧波吸收裝置,以降低諧波對生產(chǎn)線的影響
18.辦公大樓、大型商業(yè)區(qū)等節(jié)能燈和空調(diào)集中場所
這些場所的諧波情況也非常嚴(yán)重,治理方法宜采用坤友電氣集中諧波治理方案,以節(jié)省成本。
19.及航天
七、常用型號
常用型號 | 電壓(V) | 安裝方式 | 濾波效果 |
KYXBQ-30/400V-4L | 400 | 機架 | 97% |
KYXBQ-50/400V-4L | 400 | 機架 | 97% |
KYXBQ-70/400V-4L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-100/400V-4L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-125/400V-4L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-150/400V-4L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-200/400V-4L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-300/400V-4L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-50/400V-3L | 400 | 機架 | 97% |
KYXBQ-70/400V-3L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-100/400V-3L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-125/400V-3L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-150/400V-3L | 400 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-200/690V-3L | 690 | 柜體 | 97% |
KYXBQ-300/690V-3L | 690 | 柜體 | 97% |
八、安裝尺寸
柜體規(guī)格為2200mm×800mm×800mm(高×深×寬),布局緊湊、合理,元件安裝后無搖晃、不變形。獨立的隔室之間采用鋼板或高強度阻燃環(huán)保塑料功能板相互隔開。