江蘇安科瑞電器制造有限公司
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安科瑞ANSVG-G-A 混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置

參  考  價(jià):78000 - 85600
具體成交價(jià)以合同協(xié)議為準(zhǔn)
  • 型號(hào)

  • 品牌

    Acrel/安科瑞

  • 廠商性質(zhì)

    生產(chǎn)商

  • 所在地

    無錫市

規(guī)格

ANSVG-G-A-50-25 78000元 9999件可售

ANSVG-G-A-75-37.5 85600元 9999件可售

更新時(shí)間:2023-12-04 11:20:32瀏覽次數(shù):456次

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應(yīng)用領(lǐng)域 環(huán)保,食品,地礦,能源,建材
安科瑞ANSVG-G-A 混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置,以并聯(lián)方式接入配電系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電流分量,通過控制計(jì)算及邏輯變化,計(jì)算出系統(tǒng)所需的無功分量及諧波分量,然后通過三相全橋換流電路實(shí)時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的無功與諧波電流注入到配電系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)智能補(bǔ)償,兼諧波治理。

安科瑞 鮑靜君 劉邁

  摘要:本文主要以某大型數(shù)據(jù)中心諧波治理為例,闡述數(shù)據(jù)中心諧波產(chǎn)生的原因和相應(yīng)的有源電力濾波器諧波治理策略。

  關(guān)鍵詞:智慧能源;UPS;電壓諧波;諧波放大;APF

  1引言

  在實(shí)際工程應(yīng)用中不難發(fā)現(xiàn),由于電力輸配電設(shè)施老化、設(shè)計(jì)不良和供電不足等原因造成末端電壓過低,前端電壓過高,這對(duì)電壓要求較高精度的設(shè)備造成了很大的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前公用電網(wǎng)影響用戶用電設(shè)備的問題主要有電壓閃變、諧波干擾、電網(wǎng)噪音、頻率漂移、過電壓、欠電壓、斷電及間斷等現(xiàn)象。以上問題不可能在短時(shí)間內(nèi)做出解決,比較現(xiàn)實(shí)的解決途徑是在電網(wǎng)和用電設(shè)備之間插入一個(gè)二次供電設(shè)備,實(shí)現(xiàn)局部高品質(zhì)的供電環(huán)境。一般常用的設(shè)備為不間斷電源系統(tǒng)UPS,它在我國的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍,廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、銀行清算中心、證券交易中心、鐵路的控制中心、監(jiān)控系統(tǒng)等等核心用電部門。但是由于UPS屬于電力電子設(shè)備,正常工作的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生諧波電流,由于UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同產(chǎn)生的諧波電流頻次和諧波有效值有很大的差異,本文就以大型數(shù)據(jù)中心的UPS為例,合理分析諧波電流頻次,采用分布式治理的方法,有效抑制諧波電流放大,優(yōu)化電能質(zhì)量,提高設(shè)備用電效率。安科瑞ANSVG-G-A 混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置

  2諧波電壓對(duì)電網(wǎng)的影響

  安科瑞ANSVG-G-A 混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置

  一般來說理想的交流電源是純正弦波形,純正弦的交流電壓加在線性負(fù)載兩端,會(huì)產(chǎn)生純正弦的交流電流。但是純正弦的交流電壓加在非線性負(fù)載兩端,會(huì)產(chǎn)生失真的交流電流,同時(shí)導(dǎo)致純正弦交流電壓失真。失真的交流電壓無論加在線性負(fù)載或非線性負(fù)載兩端,都會(huì)產(chǎn)生失真的交流電流。

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  圖1 某數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)測(cè)量示意圖(無功柜未投入)

  如圖 1所示,1#主變和2#主變共用一段10KV母線,1#主變下UPS1沒有投入運(yùn)行,主要負(fù)載全是線性負(fù)載,2#主變下UPS2投入運(yùn)行,主要負(fù)載全是非線性負(fù)載,兩邊電容柜沒有投入運(yùn)行,聯(lián)絡(luò)柜中聯(lián)絡(luò)開關(guān)始終處于斷開狀態(tài)。單獨(dú)運(yùn)行1#主變時(shí),測(cè)量點(diǎn)M1處沒有諧波電流和諧波電壓;單獨(dú)運(yùn)行2#主變時(shí),測(cè)量點(diǎn)M2處有諧波電流和諧波電壓;同時(shí)運(yùn)行1#主變和2#主變時(shí),測(cè)量點(diǎn)M1和M2處都有諧波電流和諧波電壓存在。

  諧波電壓對(duì)濾波裝置的影響

  有源電力濾波器從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上分為串聯(lián)型有源電力濾波器、并聯(lián)型有源電力濾波器和混合型有源電力濾波器。目前市場(chǎng)上的有源電力濾波器幾乎都屬于并聯(lián)型,并聯(lián)型有源電力濾波器主要原理是通過互感器采集被補(bǔ)償負(fù)載的電流,通過計(jì)算分析提取出負(fù)載電流的諧波成分,有源電力濾波器被動(dòng)輸出反向的諧波電流來抵消系統(tǒng)中的諧波電流,達(dá)到諧波補(bǔ)償目的。

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圖2 某數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)測(cè)量示意圖(增加APF)

  如圖2所示,1#主變和2#主變共用一段10KV母線,1#主變下UPS1沒有投入運(yùn)行,主要負(fù)載全是線性負(fù)載,2#主變下UPS2投入運(yùn)行,主要負(fù)載全是非線性負(fù)載,聯(lián)絡(luò)柜中聯(lián)絡(luò)開關(guān)始終處于斷開狀態(tài)。單獨(dú)運(yùn)行1#主變時(shí),測(cè)量點(diǎn)M1處沒有諧波電流和諧波電壓;單獨(dú)運(yùn)行2#主變時(shí),測(cè)量點(diǎn)M2處有諧波電流和諧波電壓,開啟APF2補(bǔ)償后,測(cè)量點(diǎn)M2處諧波電壓和諧波電流有效值減?。煌瑫r(shí)運(yùn)行1#主變和2#主變時(shí),測(cè)量點(diǎn)M1和M2處都有諧波電流和諧波電壓存在,單獨(dú)開啟APF1,測(cè)量點(diǎn)M1和M2處諧波電流和諧波電壓有效值沒有變化,單獨(dú)開啟APF2,測(cè)量點(diǎn)M1和M2處諧波電流和諧波電壓有效值同時(shí)減小。

  上述測(cè)試中有一種情況比較特殊,在同時(shí)運(yùn)行1#主變和2#主變,單獨(dú)開啟APF1進(jìn)行補(bǔ)償時(shí),雖然濾波器有諧波電流輸出,但是測(cè)試點(diǎn)M1和M2處諧波電流和諧波電壓有效值并沒有減小,測(cè)量1#主變下線性負(fù)載上的電流諧波有效值,有明顯的放大現(xiàn)象。這說明2#主變下非線性負(fù)載引起諧波電流失真,導(dǎo)致10KV段電壓失真,失真的電壓加在1#主變的線性負(fù)載兩端,使M1點(diǎn)出現(xiàn)了諧波電流和諧波電壓。雖然APF1對(duì)線性負(fù)載的諧波電流進(jìn)行了補(bǔ)償,但M1點(diǎn)的諧波電流和諧波電壓不會(huì)改變,相對(duì)于APF1并線點(diǎn)的網(wǎng)側(cè)諧波電流和諧波電壓有效值不變,負(fù)載側(cè)諧波電流有效值變大。因此,并聯(lián)型有源電力濾波器并不能有效濾除電壓諧波引起的電流諧波,相反,會(huì)使負(fù)載側(cè)諧波電流變的更大。

  3諧波分布式治理

  工程中往往諧波的產(chǎn)生是多方面的,非線性負(fù)荷引起的諧波、背景諧波、補(bǔ)償裝置諧波放大等等現(xiàn)象,都是引起諧波產(chǎn)生的重要因素。

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  圖3 中國銀行某數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)圖

  如圖3所示,是中國銀行某數(shù)據(jù)中心的配電一次圖,正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)絡(luò)柜中母聯(lián)斷路器始終保持?jǐn)嚅_狀態(tài),T1變壓器和T2變壓器下負(fù)載全是12脈沖整流的UPS(T1:SUA2-1、SUA2-2、SUA2-3、SUA5-1、SUA5-2;T2:SUB2-1、SUB2-2、SUB2-3、SUB5-1、SUB5-2),兩臺(tái)變壓器所帶負(fù)載基本一致,前期APF1和APF2沒有投入運(yùn)行,測(cè)量T1變壓器和T2變壓器進(jìn)線柜諧波電壓電流,如圖4和圖5所示:

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  圖4補(bǔ)償前諧波電壓波形及畸變率

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  圖5 補(bǔ)償前諧波電流波形及有效值

  從上圖中可以看出,12脈沖整流型UPS輸入側(cè)諧波電流應(yīng)該是以11次和13次為主,但實(shí)際側(cè)量發(fā)現(xiàn)明顯5次、7次諧波非常大。通過對(duì)UPS故障排查發(fā)現(xiàn)由于12脈沖整流器使用可控整流方式,上下整流橋調(diào)相角度不一致或上下橋直流輸出帶載不對(duì)稱等原因造成了UPS輸入端5次、7次諧波并沒有抵消,這些沒有抵消的5次、7次諧波經(jīng)過11次濾波器時(shí)諧波被放大,這就出現(xiàn)了我們看到的圖4和圖5的情況。

  為了濾除現(xiàn)場(chǎng)諧波電流,主動(dòng)斷開所有UPS的11次諧波濾波器濾波支路,加大APF濾波容量,考慮使用APF補(bǔ)償U(kuò)PS產(chǎn)生的所有諧波頻次。UPS諧波濾波器改造完成后,同時(shí)運(yùn)行APF1和APF2,測(cè)量T1變壓器和T2變壓器進(jìn)線柜諧波電壓電流,如圖6和圖7所示:

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  圖6 補(bǔ)償后諧波電壓電流波形

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圖7 補(bǔ)償后諧波電壓電流有效值

  以上數(shù)據(jù)滿足GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》的相關(guān)限值。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)和負(fù)荷特性的了解,分析負(fù)荷故障原因,避免了UPS自帶無源濾波器與UPS間的并聯(lián)諧振,抑制電流諧波放大;采用分布式補(bǔ)償方案,避免變壓器間電壓畸變引起的電流畸變,從而有效的濾除UPS產(chǎn)生的諧波電流,解決了現(xiàn)場(chǎng)諧波對(duì)公用電網(wǎng)的污染問題。

  4結(jié)束語

  本文分析了數(shù)據(jù)中心主要負(fù)荷UPS諧波產(chǎn)生的主要原因、UPS內(nèi)部無源濾波原理、諧波電壓和諧波電流間的互相關(guān)系以及在工程項(xiàng)目中如何判斷諧波引起的故障,并提出解決方案,抑制諧波電流的放大,采用合理的補(bǔ)償策略,最終達(dá)到濾除諧波污染的目的。得出結(jié)論:

  1.UPS的諧波主要是由相控整流功率器件引起的;

  2.12脈沖整流型UPS上下橋調(diào)相角或帶載不對(duì)稱時(shí),輸入端11次諧波濾波器會(huì)與UPS未抵消的5次、7次諧波電流產(chǎn)生諧振,放大5次、7次諧波電流;

  3.有源電力濾波器APF并不適用于諧波電壓(背景諧波)引起的諧波電流濾波場(chǎng)合;

  4.電能質(zhì)量優(yōu)化工程項(xiàng)目中,了解現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷特性、分析故障根本原因,是解決工程項(xiàng)目諧波治理的必要條件。

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