ANAPF有源濾波器模塊化安裝優(yōu)勢(shì)

徐霜

    摘 要：本文介紹了ANAPF有源濾波器模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用介紹了抽屜式APF模塊在柜體內(nèi)的安裝指引，以及壁掛式APF模塊掛墻安裝的方式，體現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)在安裝、售后維護(hù)、擴(kuò)容等方面的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為用戶節(jié)約了成本。

    引 言：ANAPF有源濾波器是一種常用的用于諧波治理的產(chǎn)品，目前市場上大部分都是柜體式的產(chǎn)品，柜體式設(shè)計(jì)方案存在生產(chǎn)效率低，安裝及售后服務(wù)不方便、無法擴(kuò)容、成本高等缺陷，有時(shí)嚴(yán)重影響客戶交期，為此 模塊式設(shè)計(jì)方案可以解決上述問題。

    1.ANAPF有源濾波器的工作原理

    ANAPF有源電力濾波器(以下簡稱APF)并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)��?dòng)態(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的跟蹤和補(bǔ)償。其原理為：ANAPF系列有源電力濾波器通過CT采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。

（上圖為ANAPF有源電力濾波器原理圖）

    2.APF模塊的介紹

    APF模塊化設(shè)計(jì)根據(jù)安裝方式分為兩種：抽屜式模塊和壁掛式模塊

    2.1抽屜式模塊：

    外形尺寸485×610×275 （寬*深*高）

    額定電流：30A 50A

    額定電壓:AC380V

    接線方式:三相三線或三相四線

    進(jìn)線方式：后進(jìn)后出

    額定頻率：50Hz

    模塊殼體顏色：RAL9004

    防護(hù)等級(jí)：IP20

    質(zhì)量：50KG

    2.2壁掛式模塊：

    外形尺寸485×275×610 （寬*深*高）

    額定電流：30A 50A

    額定電壓:AC380V

    接線方式:三相三線或三相四線

    進(jìn)線方式：上進(jìn)上出

    額定頻率：50Hz

    模塊殼體顏色：RAL7035

    防護(hù)等級(jí)：IP20

    質(zhì)量：50KG

    單個(gè)模塊最大容量達(dá)50A，可單獨(dú)安裝使用，壁掛式模塊適用于負(fù)荷容量較小或場地緊湊的場合，可直接掛在墻上，也可根據(jù)實(shí)際容量、柜體尺寸要求，采用合適的模塊數(shù)量掛在柜體中，通過并機(jī)滿足客戶諧波容量需求。抽屜式也可采用多個(gè)50A模塊并聯(lián)安裝在柜體中形成大電流補(bǔ)償裝置，根據(jù)實(shí)際補(bǔ)償容量需求增減柜體內(nèi)模塊數(shù)量，較于壁掛式模塊安裝更方便、適用于大負(fù)荷容量的場合。

    3.APF模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)

    3.1模塊化設(shè)計(jì)、積木擴(kuò)展式并聯(lián)結(jié)構(gòu)，安裝便利、方便擴(kuò)容、可作為零部件單獨(dú)使用。

    模塊化有源濾波器為積木擴(kuò)展式并聯(lián)結(jié)構(gòu)，主電路中的每個(gè)電氣元件都小型化和標(biāo)準(zhǔn)化，整個(gè)拓?fù)浞庋b在一個(gè)模塊內(nèi)，APF模塊與柜體采用鈑金固定，用戶擴(kuò)容時(shí)把APF裝進(jìn)預(yù)留空間的APF柜體內(nèi)，插上光纖即可

    3.2維護(hù)便捷，支撐在線維護(hù)

    任何一個(gè)電氣元件損壞只會(huì)影響當(dāng)前模塊運(yùn)行，APF柜內(nèi)其他模塊正常運(yùn)行，不會(huì)導(dǎo)致整套APF癱瘓。維護(hù)時(shí)只需把故障APF模塊從柜體中移出，更換上新的APF模塊即可。

    3.3可靠性高、溫度均勻

    逆變單元中的IGBT、LCL濾波器中的濾波電感和阻尼都微型化、功率小，發(fā)熱元件平均分配到每個(gè)濾波模塊中，熱量均勻，電氣元件不易發(fā)生因?yàn)闇囟冗^高而失效，同時(shí)每個(gè)模塊中都配有散熱風(fēng)機(jī)。

    3.4控制器線路板與APF模塊及APF模塊之間采用光纖傳輸數(shù)據(jù)

    控制器與功率單元之間采用光纖連接，整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸都為光信號(hào)，不會(huì)受到電磁干擾。在信號(hào)衰弱方面，光纖傳輸衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)排線傳輸

    3.5實(shí)時(shí)跟隨、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償

    采用基于瞬時(shí)無功功率理論的諧波電流檢測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)諧波電流，通過瞬時(shí)電流跟蹤控制，實(shí)現(xiàn)諧波電流動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)諧波變化，具有高度可控性和快速響應(yīng)性。

    3.6補(bǔ)償方式靈活

    一機(jī)多能，不僅能治理諧波，而且能補(bǔ)償無功、提高功率因數(shù)。既可對(duì)單個(gè)諧波源獨(dú)立補(bǔ)償，也可對(duì)多個(gè)諧波源集中補(bǔ)償。

    4.APF模塊化安裝的介紹

    APF有源濾波器電流規(guī)格分別為：50A、100A、150A、200A、250A、300A. 按單個(gè)模塊最大容量50A。例：100A為2個(gè)模塊組成，依次類推300A為6個(gè)模塊組成。

    4.1標(biāo)準(zhǔn)APF柜體結(jié)構(gòu)示意（柜體可根據(jù)客戶要求定制）

    柜體型材：C型材

    柜體尺寸：寬*深*高800*1000*2200 防護(hù)等級(jí)：IP30

    柜體顏色:RAL7035

    標(biāo)準(zhǔn)眉頭（圖示：A）:高60mm，紅底白字，前后眉頭，眉頭頂部與柜頂齊平

    眉頭絲印內(nèi)容：

    圖示B和F分別為母線區(qū)前后門，有封板式和柜門式兩種，圖示為柜門式，高度有180、200、220可供選擇，也可根據(jù)客戶要求定制。

    C為柜底擋板區(qū)，高度有100、120兩種尺寸，也可根據(jù)客戶要求定制。

    D為母線區(qū)，高度有200、250兩種尺寸，也可根據(jù)客戶要求定制。

    E為地排區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)高度為150㎜，其他高度會(huì)影響柜體備貨和模塊安裝數(shù)量。

    圖示柜體前后門為標(biāo)準(zhǔn)前后門，小門寬度200㎜，大門寬度600㎜。柜子前后門上需多開散熱孔，便于通風(fēng)散熱。

    4.2 抽屜式模塊在柜內(nèi)的安裝

    目前常規(guī)的APF柜內(nèi)空間有限，抽屜式模塊最多安裝6個(gè)，組合容量為300A的有源濾波器。但是，我們正在向更多模塊數(shù)，更大容量化的方向進(jìn)行研究與發(fā)展。

    4.2.1抽屜式模塊外形及安裝孔尺寸

模塊實(shí)物正視

模塊實(shí)物背視

模塊安裝孔尺寸

    4.2.2抽屜式模塊安裝說明

6個(gè)模塊，容量為300A的APF模塊安裝示意圖

    ● 柜內(nèi)模塊支撐支架由上往下左右兩邊支撐支架序號(hào)分別是1、2、3、4、5.支架置于柜內(nèi)側(cè)橫梁上，每個(gè)支架上有對(duì)應(yīng)序號(hào)數(shù)量的小孔，僅僅作為支架的區(qū)別用，不做安裝使用。柜內(nèi)4個(gè)模塊及以下模塊固定位置從支撐支架3開始安裝，即APF1模塊置于支架3上，APF2模塊置于支架4上，若4個(gè)模塊，以此類推，APF4模塊置于柜內(nèi)底支撐梁上。5個(gè)模塊時(shí)APF1模塊在支撐支架2上。如下圖（一）所示。

    ● 每個(gè)APF模塊根據(jù)上述安裝固定位置要求，放置于柜內(nèi)相應(yīng)位置，模塊前面板上的安裝孔剛好對(duì)應(yīng)柜內(nèi)安裝支架上的安裝孔，然后用M6的螺釘緊固，如下圖：

圖（一）

    ● 每個(gè)模塊配一個(gè)微型斷路器（現(xiàn)以天水213品牌微型斷路器為例），起保護(hù)、分合作用，便于以后檢修。微斷的安裝位置與板載模塊位置相對(duì)應(yīng)，置于柜左側(cè)小門里的35㎜的導(dǎo)軌上。