ZYAPF有源濾波裝置

一、產品概述

ZYAPF有源濾波裝置是采用現代電力電子技術和基于高速DSP器件的數字信號處理技術制成的新型電力諧波治理專用設備。它由指令電流運算電路和補償電流發生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監視線路中的電流，并將模擬電流信號轉換為數字信號，送入高速數字信號處理器（DSP）對信號進行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調制（PWM）信號形式向補償電流發生電路送出驅動脈沖，驅動IGBT或IPM功率模塊，生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。

    ZYAPF有源電力濾波裝置是利用全控電力電子元件滿足對電能質量（功率因數和諧波）有高級別要求的用戶需求的裝置。ZYAPF裝置并聯在系統和用戶設備之間，其主要功能是在電網供電過程中當負載側產生諧波和無功電流時，保證系統側沒有諧波電流和無功電流，使用戶其他關鍵敏感設備得以在近似不受干擾的電氣環境中正常運行，并且不會污染電網。

    ZYAPF有源電力濾波裝置采用基于DSP的主控制器和模塊驅動器的分層分布式控制器體系，并采用基于彩色觸摸屏的人機界面，具有全數字化、自動化、智能化，人機界面友好，控制方法靈活等特點。

二、應用領域

諧波的產生是由于正弦波電壓施加在非線性負載上，電流就變成了非正弦波，非正弦波電流在電網阻抗上產生壓降，會使電壓波形也變為非正弦波。如今在通訊、半導體、石化、化纖、鋼鐵中頻加熱爐和汽車制造等行業中廣泛使用的負載大部分為非線性負載，如變頻調速設備、整流器、不間斷電源、開關電源、電弧爐、焊接設備、電腦、電梯、變頻空調、節能燈和復印機等等。由于這些非線性負載所產生的大量諧波電流涌入電網中，導致電壓波形發生畸變現象。這種諧波污染對電網和用戶產生了嚴重的危害。危害的種類有：

1、造成電纜、電動機和變壓器過熱，導致其使用壽命下降或損壞；

2、損壞敏感的設備，導致生產或實驗中斷，造成重大損失；

3、引發斷路器誤動作，區域性停電事故；

4、造成電容器過載或因故障而損毀；

5、導致中性線上出現大電流而引發系統故障；

6、誘發電網諧振；

7、電網中存在的諧波將降低供電效率；

8、如諧波污染等級過高，將得不到供電部門的入網批準。

應用領域包括：電氣化鐵道及軌道交通行業、工礦企業、石油和天然氣行業、汽車行業、冶金鋼鐵行業、水處理行業、水泥行業、通信行業、礦山、造船業、紡織行業、市政、醫院、企業自動化生產線、辦公大樓及商業大廈、計算中心、住宅大廈、供配電系統等。

三、技術參數 

四、工作原理

實時檢測電網中負載電流，快速分離出諧波電流分量，并根據諧波電流的大小發出控制指令，實時產生大小相等、方向相反的補償電流注入到電網中，實現瞬時抵消濾除諧波電流及無功補償。

圖1是有源濾波裝置治理諧波污染的原理示意圖，其治理目標是要在電源側得到只含有50Hz正弦波的電流。其中IL為非線性負載電流， Ic為ZAPF發出的補償電流，Is為電源側總電流。ZAPF投入前Is等于IL，，圖2為ZAPF投入后TEK示波器記錄的三個電流的波形，最上面的是諧波含量豐富的非線性負載電流IL，中間是有源濾波裝置發出的補償電流Ic，最下面的是補償后的諧波含量很小的總電流Is。

五、主要功能

1、諧波濾除：消除非線性負載產生的諧波電流，或消除電網側的諧波電流，減小系統電壓、電流畸變率。

2、節能降耗：減少線路損耗及變壓器損耗，改善設備發熱，延長設備使用壽命。

3、穩定系統：消除諧波對共網設備的影響，防止系統因諧波引起的各種誤動作，確保電容器等設備的安全投入，提高系統運行的穩定性、安全性、可靠性。

六、性能特點

1、濾除的諧波次數范圍廣，可濾除2～50次諧波。既可濾波除特征諧波，也可濾除非特征諧波。

2、諧波濾除率高。在額定功率下，諧波電流濾除率可高達95％。

3、響應速度快。諧波補償電流完全響應時間小于10ms。

4、兼具濾波及無功補償（感性或容性）功能，菜單設置靈活，可以選擇最大諧波濾除模式、無功補償模式或諧波無功同時補償模式；可設置目標功率因數及輸出電流。

5、功能完善的智能操控系統。采用最新型7英寸全彩觸摸屏顯示的智能操控單元，界面友好，操作簡單方便；顯示界面可以實時顯示電壓、電流、負載諧波和設備輸出諧波等波形、幅值及頻譜等各類參數；實時故障記錄和事件記錄。

6、可設定輸出或最大100％限流輸出，保證裝置長期穩定運行，無設備過載之憂。具有系統過壓保護、欠壓保護，輸出過流保護，過熱保護，控制電壓欠壓保護等。

七、設計圖標

八、型號定義

九、應用示意圖