諧波治理方案計(jì)劃

四線有源濾波器，考慮到現(xiàn)場有多臺化成機(jī)，它們都由密集型母線經(jīng)母線插接箱提供供電電源。由于母線插接箱供電開關(guān)選用塑殼斷路器或微型斷路器，并且箱體較小，布局緊湊，無法安裝采樣電流互感器（3只），無法接入有源濾波器一次電力電纜，因此采用對該條密集型母線負(fù)載進(jìn)行集中諧波補(bǔ)償，諧波補(bǔ)償容量視化成機(jī)數(shù)量（包括容量）而定。3．4．4攪拌機(jī)負(fù)載根據(jù)表4數(shù)值電流諧波總畸變率THDI為124﹪，單臺攪拌機(jī)需要選用諧波補(bǔ)償電流為30A的PQFS三相三線有源濾波器，考慮到現(xiàn)場有多臺攪拌機(jī)，它們分別由各自變頻控制柜提供供電電源，因此采用對攪拌機(jī)負(fù)載進(jìn)行單機(jī)諧波補(bǔ)償。3．4．5說明受現(xiàn)場測試時間限制，有的設(shè)備存在周期性工作制，測試數(shù)據(jù)或許存在局限性問題，但能基本反映負(fù)載諧波狀況。PQFS有源濾波器具有模塊化擴(kuò)展能力，最多擴(kuò)展至4個功率模塊。每個模塊最大補(bǔ)償電流為100A,可以選擇1個主模塊(M)加多個從模塊(S)組合方式，不存在過補(bǔ)償問題。具體參數(shù)詳見PQFS有源濾波器技術(shù)數(shù)據(jù)，模塊一次接線方式參見圖1和圖2。采用PQFS-M□+S□模塊組合補(bǔ)償方式一次主接線見圖1。圖1兩模塊一次主接線圖采用PQFS-M□模塊補(bǔ)償方式一次主接線見圖2。圖2單模塊一次主接線圖4.PQFS有源濾波器介紹工作原理PQFS有源濾波器工作原理見圖3圖3PQFS有源濾波器工作原理圖有源濾波器可測量諧波電流量，并產(chǎn)生與這些測量到的畸變電流相位相反大小相等的諧波電流，以起到抵消這些諧波污染量的作用。當(dāng)諧波電流超過了有源濾波器的容量時，有源濾波器將其容量范圍的諧波分量濾去，剩余的諧波電流則存留在電網(wǎng)中。有源濾波器是一個補(bǔ)償電流發(fā)生器。其中補(bǔ)償電流發(fā)生器和控制系統(tǒng)是其最重要的部分。1）補(bǔ)償電流發(fā)生器圖4為PQFS補(bǔ)償電流發(fā)生器原理圖。圖4PQFS補(bǔ)償電流發(fā)生器原理圖圖4PQFS補(bǔ)償電流發(fā)生器原理圖補(bǔ)償電流由絕緣柵雙極晶體管（IGBT）組成的三相逆變器產(chǎn)生，采用脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM），這種逆變器可以生成任意給定的電壓波形。由直流電容器作為IGBT逆變器的直流電壓源。這種逆變器與交流換流器具有相同的原理。逆變器的輸出電壓通過一個電抗器和一個小型濾波電路與網(wǎng)絡(luò)耦合，向網(wǎng)絡(luò)輸出補(bǔ)償電流。直流電容器是逆變器的電源，無需其他任何外加的電源。顯然，為了將補(bǔ)償電流注入網(wǎng)絡(luò)，直流電壓電平必須總是要保持高出網(wǎng)絡(luò)電壓峰值電平。在PQF中，直流電容器有一個預(yù)制電路，預(yù)制電路的功能是抑制電容充電時產(chǎn)生的可能導(dǎo)致?lián)p壞網(wǎng)絡(luò)電氣設(shè)備的浪涌電流。PWM電抗器的功能是將電壓源轉(zhuǎn)換成電流源。最后，由輸出濾波器吸收掉PWM產(chǎn)生的高頻分量。2）控制器(1)閉環(huán)控制和開環(huán)控制的控制方式:有源濾波器的控制系統(tǒng),將在閉環(huán)和開環(huán)電流控制之間進(jìn)行選擇。在開環(huán)控制時,為了計(jì)算需要的補(bǔ)償電流量,將測量到的PQFS負(fù)荷側(cè)的諧波電流作為控制系統(tǒng)的輸入信號。圖5是PQFS閉環(huán)控制系統(tǒng)的信號流圖。圖中,將測量到的PQF負(fù)荷側(cè)的電流反饋至控制系統(tǒng)的輸入端,以使PQF的補(bǔ)償電流最小。PQFS的控制系統(tǒng)直接影響其濾波功能。閉環(huán)控制系統(tǒng)能動態(tài)監(jiān)測濾波效果，以CT監(jiān)測點(diǎn)的諧波含量達(dá)到用戶設(shè)定的要求為濾波最終目標(biāo)，保證了濾波精度。閉環(huán)控制系統(tǒng)除了具有較高的控制精度外,還可以控制濾波器的階數(shù)。此外,閉環(huán)系統(tǒng)同樣保證了測量誤差不致引起大的補(bǔ)償偏差。(2)DSP控制:為了充分提高有源濾波的功能,采用用于實(shí)時的數(shù)字測量和數(shù)字控制技術(shù)。為了對系統(tǒng)諧波電流實(shí)現(xiàn)實(shí)時跟蹤,并按照要求對補(bǔ)償電流進(jìn)行實(shí)時控制,采用數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)。在所需的信號當(dāng)中,3個線電流信號顯然是必測的。二次側(cè)為5A的CT完全可以滿足我們的測量需要。首先要取到模擬信號,在數(shù)字化之前對其分級、反混淆濾波。然后通過快速、高精度的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號生成數(shù)字信號。這些數(shù)字信號被送入DSP中,DSP將控制測量信號和實(shí)時計(jì)算,并生成逆變器所需的PWM參考信號。而所有數(shù)字信號的輸入、輸出(包括對PWM逆變器的指令),則是由另一個微處理器來完成的。這一微處理器更多的是進(jìn)行控制,而不是計(jì)算,它保證了諸如繼電器、觸點(diǎn)的動作。每個PQF系統(tǒng)都需要一個控制,這個控制可以同時處理幾個電源模塊?？蓪Π惭b在PQFS有源濾波器面板上多功能控制器進(jìn)行所要濾去諧波次數(shù)和濾除程度目標(biāo)值設(shè)定。PQFS（適用于三相三線/三相四線系統(tǒng)）PQFS同時濾除流過相線和中性線的諧波，包括零序諧波RMS單模塊有效濾除諧波電流能力（50HZ/60HZ）208V≤U≤240V380V＜U≤41530A30A45A45A60A60A70A70A80A80A90A90A100A100A中性線濾波能力3倍相線RMS電流CT的要求需要3個CT或以上精度)5VA，CT二次側(cè)電流為5A模塊化擴(kuò)展能力最多擴(kuò)展至4個功率模塊安裝組合墻上安裝工作允差+/-10%（電壓），+/-5%（頻率）可濾除諧波數(shù)3線：從第2諧波到第50諧波范圍內(nèi)可同時選擇20種諧波4線：從第2諧波到第50諧波范圍內(nèi)可同時選擇15種諧波濾波程度設(shè)定可對每次諧波進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定濾波能力可高達(dá)97%無功功率補(bǔ)償功率因數(shù)設(shè)定范圍從感性到容性相平衡補(bǔ)償可編程的相和相或相和中性線之間平衡功能通訊使用ModbusRTU通訊：采用特定的軟件（PQF-Link）通過RS-232接口通訊編程控制通過PQF-Manager、PQF-Link軟件（可選配件）和計(jì)算機(jī)（不提供）有效反應(yīng)時間瞬時時間＜，40ms（濾波10-90%）有功功率損耗＜3%額定模塊功率防護(hù)等級IP30安裝尺寸（寬×深×高）585×310×700mm重量（一個模塊）120kg顏色RAL7035（淺灰色），可按要求提供其他顏色安裝墻上安裝，電纜下進(jìn)線環(huán)境室內(nèi)安裝，潔凈環(huán)境，建議安裝海拔高度不超過1000米（適當(dāng)降容可至更高海拔）環(huán)境溫度-5℃至+40℃（溫度高于濕度最大95%RH（無凝露）主要選配件PQF-Link軟件電纜接線盒Modbus套件（采用RS485接口）打印機(jī)（采用RS232接口）溫度傳感器備注PQFS有源濾波器技術(shù)數(shù)據(jù)安裝方式主接線如圖1和圖2所示。PQFS有源濾波器直接并聯(lián)在系統(tǒng)中,其一次回路通過主開關(guān)和熔斷器連接到系統(tǒng)中,CT位置選擇在進(jìn)線斷路器側(cè)。需要特別說明的是,PQFS有源濾波器濾波回路主開關(guān)主要起隔離作用，而熔斷器起保護(hù)作用。主要安裝特點(diǎn)是：1）并聯(lián)安裝在系統(tǒng)中；2）安裝非常容易，一次回路只需要連接3根電纜(三相四線濾波器需4根電纜)，二次回路3組CT線；3）根據(jù)系統(tǒng)濾波的需要，靈活合適地選擇CT和一次回路電纜的安裝位置，安裝非常方便。控制技術(shù)PQFS中已經(jīng)成功應(yīng)用了數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù),對所有的基礎(chǔ)電信號(包括電壓、電流、相角、頻率)都能進(jìn)行采樣、格式轉(zhuǎn)換、存儲、設(shè)定。正是由于采用了先進(jìn)的DSP數(shù)字計(jì)算,所以用戶可以更加方便靈活地對濾波器進(jìn)行工作設(shè)定。圖6為ABB有源濾波器的控制軟件界面。圖6中,可以選擇需要濾除的諧波次數(shù),可以選擇濾波程度的目標(biāo)值(絕對值或者比例)。圖6PQFS有源濾波器的控制軟件界面PQFS在三相三線系統(tǒng)中同時可以濾去高達(dá)50次的諧波20個諧波分量，PQFS在三相=4\*CHINESENUM3四線系統(tǒng)中同時可以濾去高達(dá)50次的諧波15個諧波分量。要濾去的諧波數(shù)量和頻率都可以通過編程來控制。除了諧波選擇功能外，用戶還可以對選擇的諧波指定濾波效果水平，PQFS將對其濾波直到滿足用戶的指定要求。濾除后諧波分量的標(biāo)準(zhǔn)由用戶通過程序指定，對不同的諧波分量，這一標(biāo)準(zhǔn)可以不同，這一功能非常實(shí)用。同時，對一個已經(jīng)安裝了無源濾波器的電網(wǎng)，仍然可以再安裝PQFS。可以看到，PQFS有源濾波器已經(jīng)非常接近理想濾波器了。對于一個理想濾波器來說，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇要濾去的諧波分量以及濾波程度。無功補(bǔ)償功能PQFS還具備無功補(bǔ)償功能。需要注意的是,PQFS的無功補(bǔ)償功能必須由使用者開發(fā),即只有用戶需要使用無功補(bǔ)償功能時,才可以設(shè)置濾波器讓其產(chǎn)生無功。否則,在正常情況下,濾波器是不會產(chǎn)生無功功率的,所以也不會對系統(tǒng)的功率因數(shù)產(chǎn)生影響。圖7為開發(fā)無功補(bǔ)償時的控制軟件界面。在默認(rèn)狀態(tài)下,無功補(bǔ)償功能在OFF檔位,不產(chǎn)生無功補(bǔ)償電流。當(dāng)用戶需要啟用PQFS濾波器無功補(bǔ)償功能時,選定ON,并設(shè)置靜態(tài)或動態(tài)無功補(bǔ)償,也可以設(shè)定目標(biāo)功率因數(shù)。需要特別注意的是,現(xiàn)在很多的諧波負(fù)載(如UPS等)屬于諧波含量高但是固有功率因數(shù)很高的諧波源。圖7PQFS開發(fā)無功補(bǔ)償時的控制軟件界面ABB有源濾波器