RAPF交流宣傳

1、Oct 2009創(chuàng)造完美的電能質量 RAPF：最智能化的解決方案榮信電力電子股份有限公司榮信電力電子股份有限公司Oct 2009內容提要榮信榮信RAPF介紹介紹APF的基本原理的基本原理電力諧波介紹電力諧波介紹引言引言諧波治理方法諧波治理方法Oct 2009隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，電能質量問題與節(jié)能降耗引起廣泛關隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，電能質量問題與節(jié)能降耗引起廣泛關注。注。變頻調速器、半導體整流設備、信息設備、節(jié)能燈等各種電力電子設變頻調速器、半導體整流設備、信息設備、節(jié)能燈等各種電力電子設備的應用日益廣泛，這些設備運行時向電網(wǎng)注入大量諧波電流，形成備的應用日益廣泛，這些設備運行時向

2、電網(wǎng)注入大量諧波電流，形成諧波污染，導致供、用電設施運行狀況惡化，功率因數(shù)降低，損耗增諧波污染，導致供、用電設施運行狀況惡化，功率因數(shù)降低，損耗增加，電能浪費。加，電能浪費。 電力諧波治理已成為提高電能質量和電氣設備運行質量、節(jié)能降耗的電力諧波治理已成為提高電能質量和電氣設備運行質量、節(jié)能降耗的重要方面。重要方面。 引言Oct 2009國際、國內均頒布了相應的標準，限制電力諧波。國際、國內均頒布了相應的標準，限制電力諧波。安裝有源電力濾波器（安裝有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）是電力諧波治理）是電力諧波治理的最新技術和最有效方法，具有動態(tài)跟蹤、自適應運行、諧波及

3、無功的最新技術和最有效方法，具有動態(tài)跟蹤、自適應運行、諧波及無功治理徹底、節(jié)能效果顯著等突出優(yōu)點。治理徹底、節(jié)能效果顯著等突出優(yōu)點。引言Oct 2009電力諧波介紹什么是諧波什么是諧波 ?畸變的正弦波產(chǎn)生諧波畸變的正弦波產(chǎn)生諧波畸變的電流波產(chǎn)生電流諧波畸變的電流波產(chǎn)生電流諧波畸變的電壓波產(chǎn)生電壓諧波畸變的電壓波產(chǎn)生電壓諧波傅立葉變換可以將畸變波分解為基波和傅立葉變換可以將畸變波分解為基波和N N次諧波的成分次諧波的成分Nth Nth 次諧波對應次諧波對應 n.Fsn.Fs頻率頻率由于半波對稱，通常普遍存在的是奇次諧波由于半波對稱，通常普遍存在的是奇次諧波電網(wǎng)基波頻率電網(wǎng)基波頻率 f1 = 50

4、 HZf1 = 50 HZ3 3 次諧波次諧波 f3 = 150 HZf3 = 150 HZ5 5 次諧波次諧波 f5 = 250 HZ f5 = 250 HZ 7 7 次諧波次諧波 f7 = 350 HZf7 = 350 HZ等等等等Oct 2009三相整流器電流波形三相整流器電流波形電力諧波介紹什么是諧波什么是諧波 ?Oct 20091313次次諧波電流波形諧波電流波形 5 5次次諧波電流波形諧波電流波形 7 7次次諧波電流波形諧波電流波形 1111次次諧波電流波形諧波電流波形 頻譜圖頻譜圖諧波電流波形諧波電流波形電力諧波介紹什么是諧波什么是諧波 ?Oct 2009電力諧波介紹諧波的相序和

5、相位諧波的相序和相位每一諧波的相序都有關于基波的聯(lián)系每一諧波的相序都有關于基波的聯(lián)系按約定按約定, ,基波被設定為正相序基波被設定為正相序所有高次諧波都有相對于基波的正、負或是零相序所有高次諧波都有相對于基波的正、負或是零相序Oct 2009電力諧波介紹諧波的相序和相位諧波的相序和相位諧波次序諧波次序123456789相序相序+-0+-0+-03n+33n+23n+112th諧波11th諧波10th諧波9th諧波8th諧波7th諧波6th諧波5th諧波4th 諧波基次正序3rd諧波2nd諧波零序負序可被 3整除被 3除余2被 3除余1Oct 2009電力諧波介紹各序諧波的特性及危害各序諧波的特

6、性及危害正序正序 負序負序零序零序由于由于趨膚效應趨膚效應引起引起過熱過熱由于由于趨膚效應趨膚效應引起引起過熱過熱由于由于趨膚效應趨膚效應引起引起過熱過熱支持基波支持基波與基波對抗與基波對抗在中性處積聚在中性處積聚中溫中溫過熱過熱產(chǎn)生零線發(fā)熱產(chǎn)生零線發(fā)熱相對地有較少的危害相對地有較少的危害很多危害很多危害造成中性線接地和開路造成中性線接地和開路情況的原因情況的原因Oct 2009電力諧波介紹高頻交流電流的趨膚效應高頻交流電流的趨膚效應直流電流直流電流 低頻交流電流低頻交流電流高頻交流電流高頻交流電流 n導線的可流過電流的有效區(qū)域，由于交流電流頻率的增長而減小。導線的可流過電流的有效區(qū)域，由于交

7、流電流頻率的增長而減小。 因為其與它的交叉線段區(qū)域成反比因為其與它的交叉線段區(qū)域成反比, ,因此高頻電線的電阻增加。因此高頻電線的電阻增加。R=PR=P* *L/AL/AOct 2009電力諧波介紹趨膚效應解釋趨膚效應解釋由于高互感，阻抗增強。由于高互感，阻抗增強。 因此小電流流過。因此小電流流過。由于低互感，阻抗減小。由于低互感，阻抗減小。 因此大電流流過。因此大電流流過。Oct 2009 變頻調速器變頻調速器 直流調速系統(tǒng)直流調速系統(tǒng) 整流設備整流設備 中高頻感應加熱設備中高頻感應加熱設備 晶閘管溫控加熱設備晶閘管溫控加熱設備 焊接設備焊接設備 電弧爐電弧爐 電力機車電力機車不間斷電源不間

8、斷電源計算機計算機充電器充電器音像設備音像設備變頻空調變頻空調晶閘管調光設備晶閘管調光設備電子節(jié)能燈等電子節(jié)能燈等電力諧波介紹產(chǎn)生電力諧波的設備產(chǎn)生電力諧波的設備Oct 2009電力諧波電力諧波實測波形實測波形電力諧波介紹變頻調速器輸入電流諧波變頻調速器輸入電流諧波Oct 2009電力諧波介紹電力諧波電力諧波實測波形實測波形直流調速電機輸入電流諧波直流調速電機輸入電流諧波Oct 2009電力諧波介紹電力諧波電力諧波實測波形實測波形感應加熱設備輸入電流諧波感應加熱設備輸入電流諧波Oct 2009電力諧波介紹電力諧波電力諧波實測波形實測波形焊接設備輸入電流諧波焊接設備輸入電流諧波Oct 2009電

9、力諧波介紹電力諧波電力諧波實測波形實測波形晶閘管溫控電爐輸入電流諧波晶閘管溫控電爐輸入電流諧波Oct 2009電力諧波介紹電力諧波電力諧波實測波形實測波形某企業(yè)配電變壓器某企業(yè)配電變壓器10kV10kV進線電流諧波進線電流諧波大型大型UPSUPS輸入電流諧波輸入電流諧波某通信機房輸入電流諧波某通信機房輸入電流諧波Oct 2009電力諧波介紹電力諧波的主要危害電力諧波的主要危害降低系統(tǒng)功率因數(shù)，降低發(fā)電、輸電及用電設備的有效容量和效率，降低系統(tǒng)功率因數(shù)，降低發(fā)電、輸電及用電設備的有效容量和效率，造成線路浪費、設備浪費和電能損失；造成線路浪費、設備浪費和電能損失； 引起無功補償電容器過載或系統(tǒng)諧振

10、，導致電容補償設備燒壞或無法引起無功補償電容器過載或系統(tǒng)諧振，導致電容補償設備燒壞或無法投入運行；投入運行； 致使變壓器、馬達等的機械振動、噪聲和溫升顯著增加；致使變壓器、馬達等的機械振動、噪聲和溫升顯著增加； 引起設備和線路額外發(fā)熱，增加損耗、加速絕緣老化、降低設備使用引起設備和線路額外發(fā)熱，增加損耗、加速絕緣老化、降低設備使用壽命；壽命； 導致三相四線系統(tǒng)的中線過熱，甚至引發(fā)事故；導致三相四線系統(tǒng)的中線過熱，甚至引發(fā)事故； 引起繼電保護設施的誤動作和電能測量儀表誤差；引起繼電保護設施的誤動作和電能測量儀表誤差； 干擾鄰近的電力電子設備、工業(yè)控制設備和通訊設備，影響設備的正干擾鄰近的電力電子

11、設備、工業(yè)控制設備和通訊設備，影響設備的正常運行。常運行。Oct 2009電力諧波介紹電力諧波的電力諧波的主要危害主要危害Oct 2009電力諧波介紹電力諧波的電力諧波的主要危害主要危害Oct 2009電力諧波介紹電力諧波的電力諧波的主要危害主要危害動作電壓等級置于低于基本數(shù)值動作電壓等級置于低于基本數(shù)值, ,當基本當基本數(shù)值高于動作電壓等級數(shù)值高于動作電壓等級, ,繼電器將動作。繼電器將動作。 但諧波的存在已減小了峰值，但諧波的存在已減小了峰值，因而繼電因而繼電保護不會動作。保護不會動作。 Mal-operation動作電壓等級置于高于基本數(shù)值，當基本動作電壓等級置于高于基本數(shù)值，當基本數(shù)值

12、低于動作電壓等級，繼電器將不動作。數(shù)值低于動作電壓等級，繼電器將不動作。 但諧波的存在已增大了峰值，但諧波的存在已增大了峰值，因而繼電保因而繼電保護會動作。護會動作。Nuisance tripping Oct 2009諧波治理方法治理電力諧波的方法治理電力諧波的方法改進用電設備，使其不產(chǎn)生或少產(chǎn)生諧波；改進用電設備，使其不產(chǎn)生或少產(chǎn)生諧波；受設備結構、效率、成本、可靠性等因素影響，只能解決部分問題。受設備結構、效率、成本、可靠性等因素影響，只能解決部分問題。Oct 2009諧波治理方法治理電力諧波的方法治理電力諧波的方法使用使用 LC LC 無源電力濾波器，進行諧波補償；無源電力濾波器，進行諧

13、波補償；是目前治理諧波的主要方法，但治理效果不理想，并可是目前治理諧波的主要方法，但治理效果不理想，并可能導致系統(tǒng)震蕩和諧波放大等新問題。能導致系統(tǒng)震蕩和諧波放大等新問題。Oct 2009諧波治理方法治理電力諧波的方法治理電力諧波的方法使用有源電力濾波器新技術，進行諧波補償。使用有源電力濾波器新技術，進行諧波補償。治理效果好，節(jié)能、節(jié)材，是諧波治理技術的最新發(fā)展放向，有著廣治理效果好，節(jié)能、節(jié)材，是諧波治理技術的最新發(fā)展放向，有著廣闊的發(fā)展前景。闊的發(fā)展前景。Oct 2009諧波治理方法無源濾波器的局限性無源濾波器的局限性對系統(tǒng)頻率改變敏感對系統(tǒng)頻率改變敏感對電網(wǎng)中參數(shù)的改變敏感對電網(wǎng)中參數(shù)的

14、改變敏感當電網(wǎng)中存在電動機，則其位置有限制當電網(wǎng)中存在電動機，則其位置有限制由于諧振的危害，濾波器的混頻有不同的調諧參數(shù)一般不可能由于諧振的危害，濾波器的混頻有不同的調諧參數(shù)一般不可能不能免于諧波過載不能免于諧波過載一般不能操作于大諧波頻譜一般不能操作于大諧波頻譜濾波器的無功輸出變量需同步濾波器的無功輸出變量需同步Oct 2009APF的基本原理有源電力濾波器工作原理示意圖有源電力濾波器工作原理示意圖Oct 2009APF的基本原理有源電力濾波器的基本原理有源電力濾波器的基本原理實時檢測負載的諧波電流，主動跟蹤產(chǎn)生反極性的諧波電流注實時檢測負載的諧波電流，主動跟蹤產(chǎn)生反極性的諧波電流注入電網(wǎng)實

15、現(xiàn)諧波補償（或抵消）。入電網(wǎng)實現(xiàn)諧波補償（或抵消）。is=iL+iciL=i1+ihic=-ihis=i1+ih-ih=i1Oct 2009APF的基本原理有源電力濾波器的基本原理有源電力濾波器的基本原理is= iL+ic = i1+ih-ih = i1ic=-ihiL=i1+ih 1) Ch 1: 100 mVolt 5 ms 2) Ch 2: 200 Volt 5 ms 1) Ch 1: 100 mVolt 5 ms 2) Ch 2: 200 Volt 5 ms Oct 2009APF的基本原理APFAPF的主要優(yōu)點的主要優(yōu)點諧波治理徹底，可對不斷變化的諧波和無功進行動態(tài)實時跟蹤補償，諧波

16、治理徹底，可對不斷變化的諧波和無功進行動態(tài)實時跟蹤補償，響應極快；響應極快；諧波補償特性不受被補償系統(tǒng)阻抗的影響，不會與系統(tǒng)發(fā)生諧振；諧波補償特性不受被補償系統(tǒng)阻抗的影響，不會與系統(tǒng)發(fā)生諧振；即使補償對象諧波電流過大，也不會發(fā)生過載；即使補償對象諧波電流過大，也不會發(fā)生過載；可單獨補償諧波，也可同時補償諧波與無功?？蓡为氀a償諧波，也可同時補償諧波與無功。Oct 2009APF的基本原理APFAPF與與PFPF的對比的對比Oct 2009榮信RAPF介紹榮信公司榮信公司RAPFRAPF裝置，擁有獨立的知識產(chǎn)權，技術性能達到國際先裝置，擁有獨立的知識產(chǎn)權，技術性能達到國際先進水平。進水平。采用智能

17、采用智能DSPDSP控制芯片和高速控制芯片和高速IGBTIGBT模塊，應用基于瞬時無功功率模塊，應用基于瞬時無功功率理論的實時檢測算法，可以實時補償電網(wǎng)諧波、無功電流、三相理論的實時檢測算法，可以實時補償電網(wǎng)諧波、無功電流、三相不平衡和抑制電壓閃變等常見的電能質量問題。不平衡和抑制電壓閃變等常見的電能質量問題。性價比顯著優(yōu)于同類進口產(chǎn)品，是電力諧波治理設備的最佳選擇。性價比顯著優(yōu)于同類進口產(chǎn)品，是電力諧波治理設備的最佳選擇。Oct 2009榮信RAPF介紹APFAPF外觀外觀Oct 2009榮信RAPF介紹并聯(lián)接入，便于安裝與維護；并聯(lián)接入，便于安裝與維護； 模塊化設計，可以多模塊并聯(lián)運行；模

18、塊化設計，可以多模塊并聯(lián)運行；動態(tài)實時跟蹤補償，響應速度快動態(tài)實時跟蹤補償，響應速度快(10ms)； 濾波效果不受電網(wǎng)阻抗影響；濾波效果不受電網(wǎng)阻抗影響； 自動抑制過載，且無共振危險；自動抑制過載，且無共振危險； 可同時補償諧波、無功和三相不平衡；可同時補償諧波、無功和三相不平衡； RAPFRAPF特點特點Oct 2009榮信RAPF介紹多重保護功能，確保系統(tǒng)運行安全可靠；多重保護功能，確保系統(tǒng)運行安全可靠； DSP智能數(shù)字化控制，中文液晶顯示，故障自診斷功能，歷史智能數(shù)字化控制，中文液晶顯示，故障自診斷功能，歷史事件紀錄功能；事件紀錄功能； 通訊接口豐富，可選配通訊接口豐富，可選配ModBu

19、s、ProfileBus、CAN和和RS232等標準工業(yè)通訊接口；并具備計算機遠程監(jiān)控功能。等標準工業(yè)通訊接口；并具備計算機遠程監(jiān)控功能。 RAPFRAPF特點特點Oct 2009榮信RAPF介紹RAPFRAPF技術指標技術指標注：可多模塊并聯(lián)使用，注：可多模塊并聯(lián)使用，100A100A額定補償容量的整數(shù)倍任意組合。額定補償容量的整數(shù)倍任意組合。Oct 2009消除各次電壓、電流諧波污染和干擾，滿足國家標準要求；消除各次電壓、電流諧波污染和干擾，滿足國家標準要求；提高系統(tǒng)功率因數(shù)，提高線路和電力設備利用率；提高系統(tǒng)功率因數(shù)，提高線路和電力設備利用率；降低電力損耗、提高設備效率，節(jié)約電能；降低電

20、力損耗、提高設備效率，節(jié)約電能；改善電壓質量，提高設備運行安全性和可靠性，降低設備溫升和損耗；改善電壓質量，提高設備運行安全性和可靠性，降低設備溫升和損耗； 防止系統(tǒng)共振，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，預防設備故障，保障系統(tǒng)安全。防止系統(tǒng)共振，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，預防設備故障，保障系統(tǒng)安全。 榮信RAPF介紹使用使用RAPFRAPF的意義的意義Oct 2009RAPFRAPF能否可靠工作主要取決于功率單元的可靠性。能否可靠工作主要取決于功率單元的可靠性。IGBTIGBT是功率單元的核心元件。是功率單元的核心元件。榮信公司具有多年使用榮信公司具有多年使用IGBTIGBT的成功經(jīng)驗的成功經(jīng)驗 工藝工藝 驅動

21、驅動 保護保護 散熱散熱榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性Oct 2009不會誤保護不會誤保護發(fā)生故障時能可靠保護發(fā)生故障時能可靠保護保護的有效性和可靠性保護的有效性和可靠性榮信公司每年使用榮信公司每年使用IGBTIGBT的數(shù)量：的數(shù)量：1000010000支左右。支左右?，F(xiàn)場投運的基于現(xiàn)場投運的基于IGBTIGBT的設備：的設備：10001000套以上。套以上。榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性Oct 2009RAPFRAPF控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)DSPDSP為核心的控制系統(tǒng)為核心的控制系統(tǒng) 采用美國采用美國TITI公司的公司的TMS320F28335TMS320F28

22、335型型DSPDSP 專門用于電力系統(tǒng)控制的專門用于電力系統(tǒng)控制的DSPDSP 浮點計算最高速度可達浮點計算最高速度可達150M150M 可直接輸出可直接輸出PWMPWM驅動信號驅動信號榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性Oct 2009RAPFRAPF控制器控制器DSPDSP為核心的控制系統(tǒng)為核心的控制系統(tǒng)榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性Oct 2009工藝流程工藝流程1 1100%100% 最嚴格的檢測程序最嚴格的檢測程序榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性2 2100%100%3 3100%100%4 4100%100%Oct 2009ISO90

23、01 GB IEEE IECISO9001 GB IEEE IEC負荷流程分析負荷流程分析 系統(tǒng)計劃系統(tǒng)計劃 確定安裝位置系統(tǒng)容量背景諧波測試系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計RAPF配置設備容量損耗及成本評估榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性工藝流程工藝流程Oct 2009全自動鋼網(wǎng)印刷機全自動鋼網(wǎng)印刷機電腦控制全自動無鉛雙波峰焊電腦控制全自動無鉛雙波峰焊電腦控制全自動無鉛熱風回流焊電腦控制全自動無鉛熱風回流焊總面積達總面積達30000m30000m2 2的現(xiàn)代化生產(chǎn)制造車間的現(xiàn)代化生產(chǎn)制造車間榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性工藝流程工藝流程Oct 2009SVCSVC行業(yè)唯一的

24、行業(yè)唯一的66kV/10000kVA66kV/10000kVA高壓全載試驗中心高壓全載試驗中心66kV/16000kVA66kV/16000kVA高壓全載試驗中心正在建設中高壓全載試驗中心正在建設中 國內最大、世界一流的國內最大、世界一流的SVC/SVG/APFSVC/SVG/APF生產(chǎn)制造系統(tǒng)生產(chǎn)制造系統(tǒng)專用試驗主變專用試驗主變66kV66kV開關站開關站高壓全載試驗控制中心高壓全載試驗控制中心榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性完善的試驗條件電源條件完善的試驗條件電源條件Oct 2009FCFC濾波器濾波器專用試驗主變66kV開關站SVC高壓全載試驗控制中心異步電機及同步電機異

25、步電機及同步電機榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性完善的試驗條件負載條件完善的試驗條件負載條件Oct 2009功率單元參數(shù)測試裝置功率單元控制信號發(fā)生裝置人機界面TL功率單元全載試驗與老化試驗平臺功率單元全載試驗與老化試驗平臺榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性完善的試驗條件完善的試驗條件Oct 2009常規(guī)試驗常規(guī)試驗全載高低溫循環(huán)老化試驗全載高低溫循環(huán)老化試驗遠程監(jiān)控中心遠程監(jiān)控中心榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性完善的試驗條件完善的試驗條件Oct 2009專業(yè)化的施工設計專業(yè)化的施工設計專業(yè)化的施工團隊專業(yè)化的施工團隊“用戶第一用戶第一”榮信RA

26、PF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性強大的工程實施能力強大的工程實施能力Oct 2009遠程監(jiān)控遠程監(jiān)控2424小時到現(xiàn)場小時到現(xiàn)場定期尋訪定期尋訪榮信RAPF介紹RAPFRAPF的可靠性的可靠性及時周到的售后服務及時周到的售后服務Oct 2009榮信RAPF介紹RAPFRAPF運行實測波形運行實測波形（1）負載側量測波形）負載側量測波形Oct 2009榮信RAPF介紹RAPFRAPF運行實測波形運行實測波形（2）RAPF側量測波形側量測波形Oct 2009榮信RAPF介紹RAPFRAPF運行實測波形運行實測波形（3）電源側量測波形）電源側量測波形Oct 2009榮信RAPF介紹RAPFR

27、APF運行實測效果運行實測效果（4）改善效果）改善效果電壓電壓(V)(V)電源側電流電源側電流(A)(A)負載側電流負載側電流(A)(A)RAPFRAPF電流電流(A)(A)RMSRMS389.36389.3630.6430.6440.4640.4648.6148.61基波基波38938930.6130.6128.6628.6638.6438.64諧波諧波4.224.221.301.3028.5528.5528.5228.52THDTHD1.08%1.08%4.24%4.24%99.63%99.63%73.81%73.81%Oct 2009序號序號項目名稱項目名稱電壓等級電壓等級（kV）容量容量（MVA）負荷負荷套數(shù)套數(shù)時間時間備注備注1上海南翔鐵路變電所