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数据中心有源谐波滤波器方案

数据中心有源谐波滤波器方案

简要描述:数据中心有源谐波滤波器方案 内部部分采用品牌、技术成熟、性能的元器件。独立于电网系统阻抗之外,不受电网系统阻抗影响,不发生谐振与谐波电压放大,安全性好。
一、概述
1.1 谐波的产生
电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备 (大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。对非

产品型号: ANAPF

所属分类:APF有源电力滤波装置

更新时间:2021-11-19

厂商性质:生产厂家

详情介绍

数据中心有源谐波滤波器方案 内部部分采用品牌、技术成熟、性能的元器件。独立于电网系统阻抗之外,不受电网系统阻抗影响,不发生谐振与谐波电压放大,安全性好。
一、概述

1.1 谐波的产生

电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备 (大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量为基波,频率是基波频率整数倍的分量为谐波。谐波是电能质量的指标。

1.2 谐波的危害

●  谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热,甚至引起火灾。

●  谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等;使变压器局部严重过热;使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以致损坏。

●  引起电网谐振,使得谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统,特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁,经常使电容器和电抗器烧毁。

●  谐波会导致继电保护,特别是微机综合保护器与自动装置误动作,造成不必要的供电中断和生产损失。谐波还会使电气测量仪表计量不准确,产生计量误差,给用电管理部门或电力用户带来经济损失。

●  临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰,轻则产生噪声、降低通信质量、计算机无法正常工作,重则导致信息丢失,使工控系统崩溃。

1.3 有源电力滤波器产品效益

●  使谐波指标满足标准,避免供电部门罚款或中断供电;

●  降低变压器损耗;

●  减少谐波污染,降低谐波对自动控制装置、电能计量装置、继电保护装置的干扰,保证供配电系统稳定运行;

●  避免谐波过电压和谐波过电流对电气设备的危害,延长设备使用寿命;

●  节能降耗,提高功率因数,节约电费,避免罚款。

安科瑞为您提供谐波治理用有源电力滤波装置方案

二、介绍  数据中心有源谐波滤波器方案

1、产品介绍

1.1 有源谐波滤波器工作原理

ANAPF系列有源电力滤波器并联在含谐波负载的低压配电系统中,能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。其原理为:ANAPF系列有源电力滤波器通过CT采集系统谐波电流,经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量,产生谐波电流指令,通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流,并注入电力系统中,从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

图2-1  ANAPF有源电力滤波器原理图

1.2 柜式有源滤波器产品特点

●  DSP+FPGA全数字控制方式,具有快的响应时间,的主电路拓扑和控制算法,精度更高、运行更稳定;

●  一机多能,既可补谐波,又可兼补无功,可对2~31次谐波进行全补偿或特定次谐波进行补偿;

●  具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能;

●  模块化设计,体积小,安装便利,方便扩容;

●  采用7英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制,使用方便,易于操作和维护;

●  输出端加装滤波装置,降低高频纹波对电力系统的影响;

●  多机并联,达到较高的电流输出等级;

●  拥有自主技术。

APF有源电力滤波器是一种用于动态谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿,之所以称为有源,是相对于无源LC滤波器,只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言,APF有源电力滤波器可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离,控制并主动输出电流的大小、频率和相位,并且快速响应,抵消负载中相应电流,实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
2、有源谐波滤波器产品

数据中心有源谐波滤波器方案

数据中心有源谐波滤波器方案

3、柜式有源滤波器产品命名

4、产品设计理念及安装说明

有源谐波滤波器ANAPF通过CT采集系统谐波电流,经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量,产生谐波电流指令,通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流,并注入电力系统中,从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

有源电力滤波器,统称有源滤波器,英文名Active Power Filter,简称APF。是一种并联谐波补偿装置。利用外部电流互感器实时监测负载电流,内部DSP计算负载电流的谐波含量,并将控制信号发送给逆变器。控制逆变器产生一个注入电网的谐波电流,等于负载的谐波电流和反方向的谐波电流,实现了有源滤波功能。有源滤波器区别于传统LC滤波器的固定补偿方式,它实现了动态跟踪补偿,能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿,是目前应用于电能质量治理的新型电力电子装置。
有源电力滤波器的作用
1、通过谐波,净化电网,节约综合用电相关费用8%-20%,使用该设备能快速、收回投资成本(一般不超过两年)。
2、节约电力变压器、电缆扩容费用,提高电力变压器使用寿命。
3、滤除谐波,保障供电安全,避免用电事故(如电气火灾,或者因用电故障停产)。
4、滤除谐波,延长电子设备及元器件寿命,如无功补偿电容器。
5、提高功率因数,功率因数可达到0.95-1(满足电力对企业用电的要求,避免高额处罚,甚至停止供电)。

4.1整柜安装

4.2模块式安装

ANAPF板载式有源滤波装置相较于公司前期的立柜式产品来说,体积更小、重量更轻、方便安装、更美观,这对产品的结构安排和内部集成度有了更高的要求。我司生产的ANAPF有源滤波装置分为两种安装方式:抽屉式、壁挂式

4.2.1抽屉式模块

抽屉式板载模块外观如图所示:

其主要参数如下:

外形尺寸485×610×275 (宽*深*高)

额定电流:50A(可按照需求适当提高)

额定电压:AC380V

接线方式:三相三线或三相四线

进线方式:后进后出

额定频率:50Hz

模块壳体颜色:RAL9004

防护等级:IP20

质量:50KG

4.2.2壁挂式模块

壁挂式板载模块外观如图所示:

其主要参数如下:

外形尺寸485×275×610 (宽*深*高)

额定电流:50A(可按照需求适当提高)

额定电压:AC380V

接线方式:三相三线或三相四线

进线方式:上进上出

额定频率:50Hz

模块壳体颜色:RAL7035

防护等级:IP20

质量:50KG

接线示意图如下:

该方式相对于传统整柜式有以下几项优点:

(1)每个模块容量为50A(可在适当范围内浮动),相同的柜体格局下有更多容量选择,并可根据客户实际需求增加模块数量至6个以上(需加宽柜体尺寸,效果可参照图5);

(2)可根据负载使用变化随时增、减APF设备的容量(加、减模块数量即可,并对人机界面作相应参数设置);

(3)每个模块单独安装散热单元,并可在柜体上加装散热风扇,散热效果良好,故障率低;

(4)多个模块之间虽有通讯连接,但各台的故障并不会相互影响其它模块继续工作(补偿容量会相应减小);

(5)后期维护方便,可实现故障模块单独维修、更换;维护期间ANAPF有源滤波装置可持续工作。

(6)结构精巧,设计灵活,可作为零部件(模块)单独购买,嵌入第三方柜体;柜型外观、尺寸的改变基本不影响内部安装和整体使用效果。

(7)生产周期短,即使是非常规要求产品亦能保证及时投入使用,确保客户经济利益。
APF有源电力滤波器主要采用FFT算法,DFT算法以及三相电路瞬时无功功率理论算法;APF有源电力滤波器有并联型和串联型两种,前者用的多;并联APF有源电力滤波器主要是治理电流谐波,串联APF有源电力滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。
APF有源电力滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高!实际应用安全系数很低,普遍做法是以变压器升压,来保证可靠性,国家相关部门也要求以变压器升压的形式和APF有源电力滤波器结合,治理高压谐波!
APF有源电力滤波器主要应用场合:
1.变频设备的应用场合 随着技术的进步,变频设备大量应用于各类场合,变频设备会产生大量的谐波,因此,这类场合是APF有源电力滤波器主要的目标市场之一。
2.不稳定负荷的应用场合 不稳定负荷不是APF有源电力滤波器的主要市场,但它是电力系统一个重要的方面,因为不稳定的负荷虽然所占比例不大,但是它们对电力系统产生的影响却远远大于其它负荷所造成的影响,因此对于该类应用场合也应作为APF有源电力滤波器的主要市场方向之一。
3.钢铁厂 钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发生设备,且主要是冲击性负荷,对钢铁厂附近的其它负荷有很大影响。同时,谐波问题对钢铁厂无功补偿的影响很大,所以应以无功补偿和谐波治理同时处理作为目标。
4.有色冶金 有色冶金的负荷除电弧炉性质的负荷外,还由于采用直流湿法冶金而产生大量的直流成分。
5.港口机械 港机是大型的提升设备,一般都采用很大的变频器,因此是港口机械主要的谐波发生源,因此对于该类应用场合也应作为APF有源电力滤波器的市场方向之一。
6.电气化铁路 电气化铁路一般使用直流电机拖动,因此是一个市政方面的主要谐波源。根据现有上海、北京等地电气化铁路的运行情况,大多数系统都安装了滤波器。预计本产品可以达到电气铁路滤波器国产化的作用。
7.高精度自动化生产线 高精度自动化生产线本身不产生谐波,但是对于电能质量有很高的要求,因此需要在高精度自动化生产线的供电侧安装APF有源电力滤波器,以降低谐波对生产线的影响。
8.办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所的谐波情况也非常严重,治理方法宜采用集中治理方法,以节省成本。

安科瑞高度重视产品质量和技术创新,截止2019年底,公司拥有5项商标、20项发明、81项实用新型、103项外观、179项计算机软件著作权,并参与多个国家或行业标准的制定。安科瑞在国内主要城市配置销售、团队,快速响应客户需求,为用户提供优质的产品和服务。经过多年的积累和发展,公司在产品质量和服务方面赢得了海内外客户的广泛的赞誉。

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