Активный гармонический фильтр AHF

Введение в продукт

В соответствии с требованиями стандарта IEEE 519, общий коэффициент гармонических искажений (THD) должен быть менее 5%; используйте АГФ для компенсации гармоник со 2-й по 50-ю, чтобы соответствовать стандарту IEEE 519.

АГФ использует внешний трансформатор тока (ТТ) для обнаружения тока или тока нагрузки в реальном времени. АГФ основан на трехуровневой топологии. Контроллер DSP+FPGA извлекает базовый синусоидальный ток и каждый гармонический ток нагрузки с помощью быстрого преобразования Фурье и получает данные по активной, реактивной мощности и обратной последовательности через вращающиеся координаты dq. Затем силовой преобразователь IGBT генерирует компенсационный ток с той же амплитудой, что и гармонический ток, но противоположной полярностью (гармонический, реактивный, несимметричный), и компенсационный ток вводится в сеть для улучшения качества электроэнергии на стороне сети, устраняя гармоники в системе.

Схема принципа управления АГФ

Топология системы АГФ (трехуровневая архитектура NPC)

Схема принципа работы АГФ

Перечень технических параметров АГФ

Технические данные и характеристики
Номинальное напряжение (В)	400В	480В	690В
Номинальный ток (А)	30А 50А 75А 100А 150А	30А 50А 75А 100А 150А	100А 150А
Рабочая частота	50/60Гц±10%(45~66Гц)
Топология схемы	Трехуровневая NPC
Режим компенсации	Компенсация гармоник, компенсация реактивной мощности, компенсация несимметрии трехфазной нагрузки
Способность фильтрации гармоник	Лучше 95% при номинальной нагрузке
Диапазон фильтрации	2-я ~ 51-я нечетные гармоники (выборочная или полная компенсация)
Место установки ТТ	Сторона сети/нагрузки
Способ установки ТТ	Разомкнутый или замкнутый контур (разомкнутый контур рекомендуется для параллельной работы)
Система проводки	Трехфазная трехпроводная / Трехфазная четырехпроводная
Количество параллельных устройств	≤20 (Одна панель управления может управлять до 8 устройствами)
Резервирование	Любой блок АГФ может работать независимо
Номинальное снижение гармоник	≥95% (для типичных порядков гармонических искажений)
Эффективность фильтрации	Эффективность фильтрации обычно составляет THDi ≤ 5% при номинальной нагрузке (даже при самых тяжелых нагрузках).
Способность к перегрузке	Может непрерывно работать при 110% номинального тока и работать в течение 1 минуты при 120% номинального тока
Целевой коэффициент мощности	Регулируется от -1,0 до +1,0
Эффект балансировки трехфазной нагрузки	≤5%, подавление обратной и нулевой последовательности
Способность фильтрации нейтрали	В 3 раза превышает номинальный ток фильтра (в случае четырехпроводного устройства)
Частота переключения/управления	20кГц
Время отклика на полную мощность	≤5мс
Ограничение выходного тока	Автоматически ограничивается в пределах 100% номинальной мощности на выходе
Алгоритм управления	Интеллектуальное БПФ, адаптивный алгоритм управления
Контроллер	DSP+FPGA
Защита	Аппаратная защита (IGBT ERR), программная защита (ПН ПТ ПЧ ПН…)
Интерфейс связи	RS485 и CAN
Человеко-машинный интерфейс	Внешний 7-дюймовый экран / Без экрана / 1,8-дюймовый экран (опционально)
Протоколы связи	По умолчанию поддерживает протокол удаленной связи Modbus; интерфейс связи использует RS485 и CAN шину, поддерживает управление через мобильное приложение (опционально).
Шум	<60дБ (<45дБ при работе на низкой скорости)
Способ установки	Встраиваемый модуль (в стойку), настенный, напольный
Степень защиты	IP20
Способ охлаждения	Интеллектуальное воздушное охлаждение с регулировкой скорости, вентиляторы ШИМ
Цвет	RAL7035, RAL9005, цвета по индивидуальному заказу
Температура окружающей среды	-25~55℃
Относительная влажность	Максимум 95%, без конденсации
Высота установки над уровнем моря	≤3000 при номинальной мощности; при > 3000 соответствующее снижение мощности (снижение на 1% на каждые 100м)
Квалификация	Протокол испытаний
Стандарты исполнения	IEEE 519

Вред гармоник и причины их возникновения (Ссылки: Fuji Electric)

Существует множество электрических устройств, которые имеют нелинейные рабочие характеристики. Даже если приложенное напряжение является синусоидальным, ток, потребляемый устройством, является несинусоидальным. Эти нелинейные устройства, используемые в цепях распределения электроэнергии, создают нелинейные токи, которые впоследствии вызывают искажения напряжения. Эти нелинейные токи и напряжения обычно называют гармоническими токами и напряжениями. Если эти гармоники игнорировать или не обнаруживать, они могут вызвать условия гармонического резонанса, что может привести к проблемам в работе системы, жалобам потребителей, сокращению срока службы электрооборудования, а также снижению эффективности и производительности. Гармонические токи и напряжения могут вызывать множество неблагоприятных эффектов в самой энергосистеме и подключенных нагрузках. К таким эффектам относятся: сбои в работе электронного оборудования, выход из строя конденсаторов, перегрев трансформаторов и нейтральных проводников, чрезмерный нагрев вращающихся машин.

Как работают АГФ? (Ссылки: Eaton)

Гармоники возникают от нелинейной нагрузки. Активные фильтры гармоник, также называемые устройствами коррекции гармоник, являются параллельными устройствами, которые действуют как система шумоподавления и вводят равные и противоположные частоты для подавления гармоник. Фильтры также могут обеспечивать дополнительный ток для коррекции коэффициента мощности. Таким образом, то, что остается от источника, возвращаясь в сеть, представляет собой только чистый, качественный ток, находящийся в фазе.

Например, если мы одновременно запустим четыре шестиимпульсных частотно-регулируемых привода, мы получим гармонический спектр 5-й, 7-й, 11-й и 13-й гармоник. Форма сигнала покажет значительное количество гармонического тока в общем гармоническом искажении. Когда активный фильтр гармоник включен, он будет вводить равные и противоположные гармоники для компенсации существующих. Теперь форма сигнала будет чистой и синфазной. Если мы вернемся и посмотрим на гармонический спектр, искажение тока будет очень низким.

Добавление активных фильтров гармоник может быть хорошим решением для энергосистем. Хотя они более дороги, чем другие варианты, если у вас есть несколько приводов, работающих постоянно, и несколько резервных приводов, фильтры гармоник будут надежным способом улавливать все гармоники, исходящие от нагрузок. Однако одна важная вещь, которую необходимо знать с точки зрения проектирования системы, заключается в том, что ваш привод должен иметь либо DC-дроссель, либо AC-реактор, чтобы минимизировать гармоники, исходящие от приводов.

Активные фильтры гармоник обычно выпускаются в виде блоков на 50, 75, 100, 200 и 300 ампер, которые можно подключать параллельно. Еще одним преимуществом использования активных фильтров гармоник является то, что их нельзя перегрузить, потому что, как только они выдают максимальный гармонический ток и коррекцию коэффициента мощности, на которые способны, они прекращают производство на этом уровне — будь то 100 или 120 ампер, в зависимости от ситуации.

Использование активных фильтров гармоник в вашей энергосистеме обеспечивает решение на уровне системы для внутренней и внешней защиты от гармоник.

AHF( Active Harmonic Filter)
AHF is an active harmonic filter used in power grid systems. AHF eliminates harmonic currents caused by nonlinear loads in the power grid bus and improves the power quality in the power grid and cover the 2-50th harmonic compensation to meet the IEEE 519 standard.AHF runs in parallel in the power grid bus. Compared with LC series resonant passive harmonic filters, it has the advantages of fast speed, high efficiency, small size and low cost. It is currently the most ideal harmonic filtering device for power grid.
• Item NO: AHF
• OEM & ODM Service: Available
• Order(MOQ):1
• Payment:T/T,LC

Введение в продукт

В соответствии с требованиями стандарта IEEE 519, общий коэффициент гармонических искажений (THD) должен быть менее 5%; используйте АГФ для компенсации гармоник со 2-й по 50-ю, чтобы соответствовать стандарту IEEE 519.

АГФ использует внешний трансформатор тока (ТТ) для обнаружения тока или тока нагрузки в реальном времени. АГФ основан на трехуровневой топологии. Контроллер DSP+FPGA извлекает базовый синусоидальный ток и каждый гармонический ток нагрузки с помощью быстрого преобразования Фурье и получает данные по активной, реактивной мощности и обратной последовательности через вращающиеся координаты dq. Затем силовой преобразователь IGBT генерирует компенсационный ток с той же амплитудой, что и гармонический ток, но противоположной полярностью (гармонический, реактивный, несимметричный), и компенсационный ток вводится в сеть для улучшения качества электроэнергии на стороне сети, устраняя гармоники в системе.

Схема принципа управления АГФ

Топология системы АГФ (трехуровневая архитектура NPC)

Схема принципа работы АГФ

Перечень технических параметров АГФ

Технические данные и характеристики
Номинальное напряжение (В)	400В	480В	690В
Номинальный ток (А)	30А 50А 75А 100А 150А	30А 50А 75А 100А 150А	100А 150А
Рабочая частота	50/60Гц±10%(45~66Гц)
Топология схемы	Трехуровневая NPC
Режим компенсации	Компенсация гармоник, компенсация реактивной мощности, компенсация несимметрии трехфазной нагрузки
Способность фильтрации гармоник	Лучше 95% при номинальной нагрузке
Диапазон фильтрации	2-я ~ 51-я нечетные гармоники (выборочная или полная компенсация)
Место установки ТТ	Сторона сети/нагрузки
Способ установки ТТ	Разомкнутый или замкнутый контур (разомкнутый контур рекомендуется для параллельной работы)
Система проводки	Трехфазная трехпроводная / Трехфазная четырехпроводная
Количество параллельных устройств	≤20 (Одна панель управления может управлять до 8 устройствами)
Резервирование	Любой блок АГФ может работать независимо
Номинальное снижение гармоник	≥95% (для типичных порядков гармонических искажений)
Эффективность фильтрации	Эффективность фильтрации обычно составляет THDi ≤ 5% при номинальной нагрузке (даже при самых тяжелых нагрузках).
Способность к перегрузке	Может непрерывно работать при 110% номинального тока и работать в течение 1 минуты при 120% номинального тока
Целевой коэффициент мощности	Регулируется от -1,0 до +1,0
Эффект балансировки трехфазной нагрузки	≤5%, подавление обратной и нулевой последовательности
Способность фильтрации нейтрали	В 3 раза превышает номинальный ток фильтра (в случае четырехпроводного устройства)
Частота переключения/управления	20кГц
Время отклика на полную мощность	≤5мс
Ограничение выходного тока	Автоматически ограничивается в пределах 100% номинальной мощности на выходе
Алгоритм управления	Интеллектуальное БПФ, адаптивный алгоритм управления
Контроллер	DSP+FPGA
Защита	Аппаратная защита (IGBT ERR), программная защита (ПН ПТ ПЧ ПН…)
Интерфейс связи	RS485 и CAN
Человеко-машинный интерфейс	Внешний 7-дюймовый экран / Без экрана / 1,8-дюймовый экран (опционально)
Протоколы связи	По умолчанию поддерживает протокол удаленной связи Modbus; интерфейс связи использует RS485 и CAN шину, поддерживает управление через мобильное приложение (опционально).
Шум	<60дБ (<45дБ при работе на низкой скорости)
Способ установки	Встраиваемый модуль (в стойку), настенный, напольный
Степень защиты	IP20
Способ охлаждения	Интеллектуальное воздушное охлаждение с регулировкой скорости, вентиляторы ШИМ
Цвет	RAL7035, RAL9005, цвета по индивидуальному заказу
Температура окружающей среды	-25~55℃
Относительная влажность	Максимум 95%, без конденсации
Высота установки над уровнем моря	≤3000 при номинальной мощности; при > 3000 соответствующее снижение мощности (снижение на 1% на каждые 100м)
Квалификация	Протокол испытаний
Стандарты исполнения	IEEE 519

Вред гармоник и причины их возникновения (Ссылки: Fuji Electric)

Существует множество электрических устройств, которые имеют нелинейные рабочие характеристики. Даже если приложенное напряжение является синусоидальным, ток, потребляемый устройством, является несинусоидальным. Эти нелинейные устройства, используемые в цепях распределения электроэнергии, создают нелинейные токи, которые впоследствии вызывают искажения напряжения. Эти нелинейные токи и напряжения обычно называют гармоническими токами и напряжениями. Если эти гармоники игнорировать или не обнаруживать, они могут вызвать условия гармонического резонанса, что может привести к проблемам в работе системы, жалобам потребителей, сокращению срока службы электрооборудования, а также снижению эффективности и производительности. Гармонические токи и напряжения могут вызывать множество неблагоприятных эффектов в самой энергосистеме и подключенных нагрузках. К таким эффектам относятся: сбои в работе электронного оборудования, выход из строя конденсаторов, перегрев трансформаторов и нейтральных проводников, чрезмерный нагрев вращающихся машин.

Как работают АГФ? (Ссылки: Eaton)

Гармоники возникают от нелинейной нагрузки. Активные фильтры гармоник, также называемые устройствами коррекции гармоник, являются параллельными устройствами, которые действуют как система шумоподавления и вводят равные и противоположные частоты для подавления гармоник. Фильтры также могут обеспечивать дополнительный ток для коррекции коэффициента мощности. Таким образом, то, что остается от источника, возвращаясь в сеть, представляет собой только чистый, качественный ток, находящийся в фазе.

Например, если мы одновременно запустим четыре шестиимпульсных частотно-регулируемых привода, мы получим гармонический спектр 5-й, 7-й, 11-й и 13-й гармоник. Форма сигнала покажет значительное количество гармонического тока в общем гармоническом искажении. Когда активный фильтр гармоник включен, он будет вводить равные и противоположные гармоники для компенсации существующих. Теперь форма сигнала будет чистой и синфазной. Если мы вернемся и посмотрим на гармонический спектр, искажение тока будет очень низким.

Добавление активных фильтров гармоник может быть хорошим решением для энергосистем. Хотя они более дороги, чем другие варианты, если у вас есть несколько приводов, работающих постоянно, и несколько резервных приводов, фильтры гармоник будут надежным способом улавливать все гармоники, исходящие от нагрузок. Однако одна важная вещь, которую необходимо знать с точки зрения проектирования системы, заключается в том, что ваш привод должен иметь либо DC-дроссель, либо AC-реактор, чтобы минимизировать гармоники, исходящие от приводов.

Активные фильтры гармоник обычно выпускаются в виде блоков на 50, 75, 100, 200 и 300 ампер, которые можно подключать параллельно. Еще одним преимуществом использования активных фильтров гармоник является то, что их нельзя перегрузить, потому что, как только они выдают максимальный гармонический ток и коррекцию коэффициента мощности, на которые способны, они прекращают производство на этом уровне — будь то 100 или 120 ампер, в зависимости от ситуации.

Использование активных фильтров гармоник в вашей энергосистеме обеспечивает решение на уровне системы для внутренней и внешней защиты от гармоник.