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安科瑞有源滤波器在多晶硅行业中的应用

更新时间:2023-12-01      点击次数:154

随着科技的进步社会的发展,多晶硅的广泛使用,多晶硅行业发展也越来越迅速,随之而来就是大量整流装置、变频器、品闸管调温等非线性负载的使用,使得多品硅供电系统和上级电网的电能质量受到严重污染,整个系统的安全运行存在较大的隐患,消除谐波、减少谐波危害、改善电能质量,是符合我国相关电能质量的规定,同时亦给企业安全生产、提高效益方面带来显著效果。

1现状分析

青海黄河水电多晶硅公司供电系统存在大量的请波源负:整流还原(12)、制氢设(12)、可控硅调温设(6)UPS(6)等,这就使得在该供电体统中存在大量的谐波电流,谐波电流主要571113;在严重干扰了其他负载的安全运行、产生计量误差影响设备使用寿命。

2治理措施

2.1方案确定

在该系统中有源系统功率因数比较高,而谐波频谱多样化,采用传统的无源滤波很难达到实际的滤除效:无源滤波器滤除效果依赖于系统阻抗和滤波设备容量。而高功率数就决定了其容量受到限制,因此需采用有源滤波器进行谐波治理。

2.2设备工作原理及方案实施

2.2.1原理

实时检测电网中负载电流,快速分离出谐波电流分量,并根据谐波电流的大小产生控制指令,实时产生大小相等、方向相反的补偿电流注入到电网中,实现瞬时谐波电流滤除。

1是有源滤波装置治理谐波污染的原理示意图,其治理目标是要在电源侧得到只含50Hz正弦波的电流。其IL为非线性负载电流IC为有源滤波器发出的补偿电流IS为电源侧总电流。有源滤波器投入ISIL2为有源滤波器投入TEK示波器记录的三个电流的波形*上面的是谐波含量丰富的非线性负载电IL,中间是有源滤波装置发出的补偿电IC*下面的是补偿后的谐波含量很小的总电IS

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2.2.2技术难点

(1)2500M、电压等级10kV;要求有源设备突破常规设计,高压设备常1000M,常规电压等级400V690V

(2)检测信号多:根据现有的电气系统进行信号检测,检测电流信号多且各种电流互感器变比不同,需要有源设备具有完善的全面信号检测系统,以保证完整信号的正确采取。

(3)电流互感器二次侧额定电流1A:要求信号处理系统的精确性和及时性,系统处理分析后能准确实时反应系统电流状况*大限度降低失真度。

(4)响应快速性:检测信号的方法多样性、距离远,远比低压有源就近治理要求更高,这就要求响应速度更快。

(5)两段母线进线工作方式不确定性:两段母线有可能独立工作、有可能并联工作、有可能一段进线带两段负荷。

(6)控制策略特殊性PI控制和重复控制的复合控制策略,无静差策略分析、双闭环控制。

2.3应用效果说明

1)治理设备安(3)

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3

2)治理前后效果对比以制氢站为例,主要谐波源为三台整流(2500kVA10kV/0.22kV/0.22kV),每段母线所需有源容量400A(折算400V),治理前后主要次谐波电流对比见1

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4治理前谐波频谱图

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5治理后谐波频谱图

3安科APF有源滤波器产品选型

3.1产品特点

(1)DSP+FPGA控制方式,响应时间短,全数字控制算法,运行稳定;

(2)一机多能,既可补谐波,又可兼补无功,可251次谐波进行全补偿或特定次谐波进行补偿;

(3)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;

(4)模块化设计,体积小,安装便利,方便扩容;

(5)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;

(6)输出端加装滤波装置,降低高频纹波对电力系统的影响;

(7)多机并联,达到较高的电流输出等级;

3.2型号说明

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3.3尺寸说明

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3.4产品实物展示

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ANAPF有源滤波器

4安科瑞智能电容器产品选型

4.1产品概述

AZC/AZCL系列智能电容器是应用0.4kV50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元,晶闸管复合开关电路,线路保护单元,两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小,功耗更低,维护方便,使用寿命长,可靠性高的特点,适应现代电网对无功补偿的更高要求。

AZC/AZCL系列智能电容器采用定LCD液晶显示器,可显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等。通过内部晶闸管复合开关电路,自动寻找适宜投入(切除)点,实现过零投切,具有过压保护、缺相保护、过谐保护、过温保护等保护功能。

4.2型号说明

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AZC系列智能电容器选型:

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AZCL系列智能电容器选型:

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4.3产品实物展示

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AZC系列智能电容模AZCL系列智能电容模块

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安科瑞无功补偿装置智能电容方案

5结论

针对多晶硅等高压谐波治理工况,上海追日电气公司的有源滤波器突破传统无源滤波技术的局限,充分发挥了其滤波范围广、容量不受系统自然功率因数限制等特点,有效地解决了供电系统中存在的谐波污染问题,同时也达到了不向供电上级系统注入谐波电流的规范要求,实践证明是非常有效的。

参考文献

[1]许晓.有源滤波器在多晶硅行业中的应[J].电气技,2011(12):111-112.

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手2022.05.

 


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