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      有源濾波器在水利行業中的利用
      瀏覽:355 發布日期:2020-06-11 文章來源:安徽中電電氣有限公司

      項目概況:

      近年來多晶硅行業發展越來越迅速,但隨之而來的就是大量整流裝置、變頻器、可控硅調溫等非線性負載的使用,使得多晶硅供電系統和上級電網的電能質量受到嚴重污染,整個系統的安全運行存在較大的隱患,消除諧波、減少諧波危害、改善電能質量,是符合我國相關電能質量的規定,同時亦給企業安全生產、提高效益方面帶來顯著效果。
      案例分析:
      江西某水利局供電系統存在大量的諧波源負載:整流還原爐(12脈)、制氫設備(12脈)、可控硅調溫設備(6脈)、UPS設備(6脈)等,這就使得在該供電體統中存在大量的諧波電流,諧波電流主要以5、7、11、13次為主;大量諧波的存在嚴重干擾了其他負載的安全運行、產生計量誤差、影響設備使用壽命。
      治理措施:
      1   方案的確定
      在該系統中有源系統功率因數比較高,而諧波頻譜多樣化,采用傳統的無源濾波很難達到實際的濾除效果:無源濾波器濾除效果依賴于系統阻抗和濾波設備容量。而高功率數就決定了其容量受到限制,因此需采用有源濾波器進行諧波治理。
      2   設備工作原理及方案實施
      (1)原理: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產生控制指令,產生大小相等、方向相反的補償電流注入到電網中,實現諧波電流濾除。

           
      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為有源濾波器發出的補償電流,Is為電源側總電流。有源濾波器投入前Is等于IL,圖2為有源濾波器投入后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。
      (2)、技術難點:
      a)、海拔2500M、電壓等級為10kV:要求有源設備突破常規設計,高壓設備常規1000M,常規電壓等級為400V、690V。
      b)、檢測信號多:根據現有的電氣系統進行信號檢測,檢測電流信號多且各種電流互感器變比不同,需要有源設備具有完善的全面信號檢測系統,以保證完整信號的正確采取。
      c)、電流互感器二次側額定電流為1A:要求信號處理系統的精確性和及時性,系統處理分析后能準確實時反應系統電流狀況,最大限度降低失真度。
      d)、響應速度快速性:檢測信號的方法多樣性、距離遠,遠比低壓有源就近治理要求更高,這就要求響應速度更快。
      e)、兩段母線進線工作方式不確定性:兩段母線有可能獨立工作、有可能并聯工作、有可能一段進線帶兩段負荷。
      f)、控制策略特殊性:PI控制和重復控制的復合控制策略,無靜差策略分析、雙閉環控制。
       
      (3)     治理安裝圖

       
       
      (4)治理效果前后對比

       
      針對多晶硅等高壓諧波治理工況,安徽中電電氣公司的有源濾波器APF突破傳統無源濾波技術的局限,充分發揮了其濾波范圍廣、容量不受系統自然功率因數限制等特點,有效地解決了供電系統中存在的諧波污染問題,同時也達到了不向供電上級系統注入諧波電流的規范要求,實踐證明是非常有效的。
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