德州DA－APF有源濾波模塊

資料版本：V2.0

發(fā)布日期:  2019年5月

警告！

只有授權(quán)的專業(yè)工程師才能安裝、檢修本裝置；本產(chǎn)品的使用和日常維護必須由專業(yè)的電氣人員進行，并且必須嚴格遵循用戶手冊中的安裝程序和安全規(guī)程。

警告！

設(shè)備檢修時,設(shè)備斷電后10分鐘才能打開柜門，等設(shè)備內(nèi)部電容放電完畢后方可進行檢修。

警告！

本設(shè)備運行時禁止更改設(shè)置，任何修改都必須在有源濾波器停止時進行，并在掉電前保存。按下當(dāng)前配置存入配方按鈕后5秒鐘內(nèi)不得進行其他操作及斷電。

警告！

本設(shè)備大負荷運行時將產(chǎn)生大量的熱量，必須保證通風(fēng)良好。

警告！

本設(shè)備必須可靠接地。

目錄

一、概述 3

1.1產(chǎn)品概述 3

1.2應(yīng)用領(lǐng)域 3

1.3滿足的標準 3

1.4 產(chǎn)品型號 3

1.5技術(shù)參數(shù) 3

二、運輸及儲存 3

2.1運輸 3

2.2儲存 3

三、安裝 3

3.1機械安裝 3

3.2電氣安裝 3

四、運行及操作步驟 3

4.1開機步驟 3

4.2 關(guān)機步驟 3

五、操作控制顯示面板 3

5.1運行狀態(tài) 3

5.2故障列表 3

5.3參數(shù)設(shè)置 3

六、維護及常見問題 3

6.1維護 3

6.2常見問題 3

一、概述

1.1產(chǎn)品概述

有源電力濾波器（Active Power Filter，簡稱APF），是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路將外部互感器檢測到電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入高速數(shù)字信號處理器（DSP）對信號進行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制（PWM）信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖，驅(qū)動IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進行補償或抵消，實現(xiàn)主動消除電力諧波。

本系列有源電力濾波器是利用全控電力電子元件滿足對電能質(zhì)量（功率因數(shù)和諧波）有高級別要求的用戶需求的裝置。APF裝置并聯(lián)在用電系統(tǒng)母線上，其主要功能是在電網(wǎng)供電過程中當(dāng)負載側(cè)產(chǎn)生諧波和無功電流時，對該電流進行補償，減少系統(tǒng)側(cè)諧波電流和無功電流，改善電能質(zhì)量，使用戶其他關(guān)鍵敏感設(shè)備得以在近似不受干擾的電氣環(huán)境中正常運行，并且不會污染上級電網(wǎng)。

本系列有源電力濾波器裝置采用基于DSP的主控制器和模塊驅(qū)動器的分層分布式控制器體系，并采用基于彩色觸摸屏的人機界面，具有全數(shù)字化、自動化、智能化，人機界面友好，控制方法靈活等特點。目前單機大濾波電流為200A。

本系列模塊可選配電容控制功能，傳統(tǒng)的TSC電容補償通過本模塊控制，可以實現(xiàn)更高的性價比，更大的補償容量，更簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其工作原理是系統(tǒng)無功變化時，本模塊開啟無功補償功能后可以快速的在額定容量內(nèi)進行補償，等電容反應(yīng)時間到后，電容動作。本模塊投入的容量退出，準備下一次無功變化。同時本設(shè)備還可以濾除諧波，延長電容使用壽命。

1.2應(yīng)用領(lǐng)域

諧波的產(chǎn)生是由于正弦波電壓施加在非線性負載上，電流就變成了非正弦波，非正弦波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會使電壓波形也變?yōu)榉钦也āＨ缃裨谕ㄓ?、半?dǎo)體、石化、化纖、鋼鐵中頻加熱爐和汽車制造等行業(yè)中廣泛使用的負載大部分為非線性負載，如變頻調(diào)速設(shè)備、整流器、不間斷電源、開關(guān)電源、電弧爐、焊接設(shè)備、電腦、電梯、變頻空調(diào)、節(jié)能燈和復(fù)印機等等。由于這些非線性負載所產(chǎn)生的大量諧波電流涌入電網(wǎng)中，導(dǎo)致電壓波形發(fā)生畸變現(xiàn)象。這種諧波污染對電網(wǎng)和用戶產(chǎn)生了嚴重的危害。危害的種類有：

l 造成電纜、電動機和變壓器過熱，導(dǎo)致其使用壽命下降或損壞；

l 損壞敏感的設(shè)備，導(dǎo)致生產(chǎn)或?qū)嶒炛袛?，造成重大損失；

l 引發(fā)斷路器誤動作，區(qū)域性停電事故；

l 造成電容器過載或因故障而損毀；

l 導(dǎo)致中性線上出現(xiàn)大電流而引發(fā)系統(tǒng)故障；

l 誘發(fā)電網(wǎng)諧振；

l 電網(wǎng)中存在的諧波將降低供電效率；

l 如諧波污染等級過高，將得不到供電部門的入網(wǎng)批準。

本系列產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括：電氣化鐵道及軌道交通行業(yè)、工礦企業(yè)、石油和天然氣行業(yè)、汽車行業(yè)、冶金鋼鐵行業(yè)、水處理行業(yè)、水泥行業(yè)、通信行業(yè)、礦山、造船業(yè)、紡織行業(yè)、市政、醫(yī)院、企業(yè)自動化生產(chǎn)線、辦公大樓及商業(yè)大廈、計算中心、住宅大廈、供配電系統(tǒng)等。

1.3滿足的標準

本系列有源電力濾波器滿足以下標準或者與這些標準規(guī)定有關(guān)的條文。本產(chǎn)品出廠時，所示標準版本均為有效。

   GB 156-2003  標準電壓 

   GB 191-2000  包裝儲運圖示標志 

   GB/T 1980-1996 標準頻率 

   GB/T 2423.10-1995 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法 試驗Fc和導(dǎo)則：振動（正弦） 

   GB/T 2681 電工成套裝置之中的導(dǎo)線顏色 

   GB/T 2682 電工成套裝置之中的指示燈和按鈕的顏色 

   GB/T 2900.1-1992 電工術(shù)語，基本術(shù)語  

   GB/T 2900.34 電工術(shù)語，電氣傳動及其自動控制 

   GB/T 3797 電控設(shè)備第二部分：裝有電子器件的電控設(shè)備

   GB/T 3859.3-1993 半導(dǎo)體變流器變壓器和電抗器

   GB 4208-1993 外殼防護等級（IP代碼）

GB/T 7678 半導(dǎo)體自換相變流器

   GB 9969.1-1998 工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則

   GB/T 13422-92 半導(dǎo)體電力變流器電氣試驗方法

   GB/T 14436-93 工業(yè)產(chǎn)品保證文件總則

   GB/T 15139-94 電工設(shè)備結(jié)構(gòu)總技術(shù)條件

1.4 產(chǎn)品型號

本系列裝置的額定電流可以分為：

25A,50A,75A,100A,150A,200A其他補償電流可以與產(chǎn)品供應(yīng)商協(xié)商

例如：DA-APF-380V/200A/4表示XX- 系列有源電力濾波器，額定電壓380V，額定諧波補償電流200A，三相四線制

1.5技術(shù)參數(shù)

主要技術(shù)指標

二、運輸及儲存

2.1運輸

本系列設(shè)備可用汽車、火車、飛機、輪船等交通工具運輸。設(shè)備在運輸過程中必須小心輕放。嚴禁雨淋、暴曬，不應(yīng)有劇烈振動、撞擊和倒置。運輸溫度應(yīng)在－40～＋70℃范圍內(nèi)。

2.2儲存

本系列設(shè)備不得暴曬及淋雨，應(yīng)存放在空氣流通、周圍介質(zhì)溫度在－40～＋70℃范圍內(nèi)，空氣大相對濕度不超過95％（相當(dāng)于空氣溫度20±5℃時）及無腐蝕性氣體的倉庫中。

 三、安裝

3.1機械安裝

3.1.1安裝方式

本系列設(shè)備常規(guī)安裝方式有組裝成套裝置或壁掛式安裝。

成套裝置可以單模塊也可以多模塊并聯(lián)，單柜大并聯(lián)數(shù)量為5個模塊，建議安裝1～4個模塊。柜內(nèi)需配置隔離開關(guān)，熔斷器，液晶屏，如果多模塊并聯(lián)還需配置通訊隔離單元。建議模塊平放，出風(fēng)口朝柜門通風(fēng)口，以方便散熱。

由于本系列產(chǎn)品25A~50A模塊內(nèi)部配置有熔斷器，安裝時僅需隔離開關(guān)，無需配置熔斷器。50A以上容量設(shè)備需要外部配置熔斷器保護。

壁掛式安裝時液晶屏可以配置在模塊本體上（需訂貨時聲明）。建議另外采購本公司的壁掛式外殼，該外殼內(nèi)部具有隔離開關(guān)，熔絲保護及二次電流端子，方便用戶安裝。

3.1.2環(huán)境要求 

本系列設(shè)備為電力電子設(shè)備，運行時將產(chǎn)生大量熱量，采用強制風(fēng)冷散熱，風(fēng)量較大，故對運行環(huán)境有一定要求。能長期穩(wěn)定和可靠地運行，對安裝環(huán)境作如下要求：

低環(huán)境溫度－5℃，高環(huán)境溫度40℃，工作環(huán)境的溫度變化應(yīng)不大于5℃/h。如果環(huán)境溫度超過允許值，應(yīng)考慮配備相應(yīng)的空調(diào)或其它散熱設(shè)備。

本設(shè)備安裝為成套裝置時，在模塊出風(fēng)口請緊挨柜門上出風(fēng)口，并且柜門出風(fēng)口采用大面積鏤空的設(shè)計，大限度地保證模塊出風(fēng)能排到柜外，降低運行時柜內(nèi)溫度。

成套裝置背面距離墻面不得小于200mm，裝置頂部與屋頂空間距離不得小于200mm，裝置正面離墻面距離不得小于200mm。

成套裝置安裝時要將柜體與底座緊密焊接或以其他方式固定，做到有效可靠著地。

本設(shè)備嚴禁直接暴露在較大灰塵、腐蝕性或爆炸性氣體、導(dǎo)電粉塵等空氣污染嚴重的環(huán)境中運行。

避免暴露在潮氣過重的環(huán)境中（例如相對濕度大于95%），滴水、蒸汽和冷凝水。濕度過高可能導(dǎo)致在有源電力濾波器金屬部件凝結(jié)冷凝水。

本設(shè)備安裝時應(yīng)避免震蕩，沖擊和傾斜。不得倒置，傾斜角度不得超過30°。本設(shè)備設(shè)計時已考慮承受卡車運輸時的沖擊，安裝過程的一般顛簸和搖晃，但持續(xù)的機械沖擊可導(dǎo)致器件的早期失效。 

避免強磁場，核輻射和來自通訊設(shè)備的大功率的射頻干擾。

3.1.3箱體外型尺寸及箱體安裝

圖1模塊外形尺寸

3.2電氣安裝

3.2.1一次接線

本系列設(shè)備一次接線主要有以下要求：

一次接線電源除50A及以下容量外需要外部配置熔斷器保護，規(guī)格采用設(shè)備額定電流的1.2～1.5倍。多模塊并聯(lián)可以加在總開關(guān)處，也可每個模分別配置。

成套設(shè)備的隔離開關(guān)按額定容量的1.2～1.5倍選擇。

銅排及電纜規(guī)格選擇請按額定電流的1.2以上選擇。電纜規(guī)格可以參考下表。

注：四線制設(shè)備零線一般為與相線相同配置，如設(shè)備需要補償大量3次諧波零線需按相線的3倍配置。

3.2.2二次接線

設(shè)備二次接線主要包括通訊線，24V電源線及外部互感器采樣線，有些設(shè)備還有外部電容控制線等其他附加功能的連線。

通訊線：如果是單模塊，液晶屏背面DB-9接口內(nèi)7，8分別連接模塊J1端子的3，2。如果是多模塊并聯(lián)，液晶屏背面DB-9接口內(nèi)7，8先連接到通訊隔離單元的A1,B1。然后通訊隔離單元的A2同所有的模塊的J1的3并聯(lián)在一起，B2同J1的2并聯(lián)在一起。其中液晶屏DB-9接口上的通訊電纜正常情況模塊發(fā)貨時贈送。請將該通訊電纜上黃綠線一端接模塊J1的1口，一端接柜體大地。

24V電源接線：每個模塊的J1的4，5口為24V電源輸出口，用于給液晶和通訊隔離單元供電。但只能從一個模塊上取電，嚴禁將多個模塊的24V電源并聯(lián)在一起。

外部互感器采樣線：

單模塊：請注意電流互感器P1，P2，S1,S2同模塊J1的6～12口連接時的方向。如下圖。

多模塊：將電流互感器信號從每個模塊串聯(lián)經(jīng)過，下圖為2個模塊接線，更多個模塊的話請參照下圖將所有模塊串聯(lián)起來。

互感器安裝位置：模塊本身支持互感器裝系統(tǒng)側(cè)（互感器檢測電流中包含模塊輸出電流）和負荷側(cè)（互感器檢測電流中不包含模塊輸出電流），但是建議安裝系統(tǒng)側(cè)。如果模塊并聯(lián)個數(shù)小于等于5個，建議互感器安裝在進線柜。如果進線柜后為電容補償柜，將互感器安裝在電容柜和負載柜中間能避免模塊運行時與電容柜的諧振可能性，但由于電容柜的諧波電流沒檢測到，電容柜中電流會影響到變壓器處諧波補償效果。在模塊大于5個模塊并聯(lián)的情況下請按下圖進行連線，采用2套互感器，一套采集系統(tǒng)側(cè)電流，給第一個模塊，另一套采集負載側(cè)電流用給剩下的模塊。其工作原理是采樣負載側(cè)電流的設(shè)備在檢測到諧波或無功電流后，各補償需要電流的1/5，由于模塊補償存在一定誤差，這些誤差將由第一臺采樣系統(tǒng)側(cè)電流的設(shè)備進行修正，該方案主要用于解決多模塊并聯(lián)后同時符合變化頻繁的情況下，模塊間相互競爭，導(dǎo)致模塊輸出電流波動大的異常。

3.2.3電容控制端子連接

本系列模塊可選配電容控制功能，該功能在模塊J2端子上接線。

3.2.4接線注意點

一次電纜應(yīng)嚴格按正序連接，否則將報故障。

在接入前注意檢查電網(wǎng)電壓應(yīng)在額定電壓的±15%范圍之內(nèi)。

二次接線不得與一次線靠近或平行走線，不能靠近強磁場設(shè)備和器件，防止信號受到干擾。

四、運行及操作步驟

4.1開機步驟

  1、檢查各線路是否異常，零線相線有無接錯。

  2、依次合上外部電源總開關(guān)（如有該配置）。

  3、等待液晶屏啟動，模塊狀態(tài)變?yōu)?/span>“就緒”后，按下紅色啟動按鈕。

4.2關(guān)機步驟

直接按下液晶屏上的綠色停止按鈕。

注意：模塊內(nèi)有電容，如果主界面上模塊示意圖邊框為紅色，表示電容內(nèi)還存有較大電壓，嚴禁觸摸模塊本體及接線，大概放電時間為10分鐘。

五、操作控制顯示面板

本系列模塊通過一臺7寸的人機界面液晶屏進行控制和顯示狀態(tài)，該液晶屏主要功能有設(shè)備運行參數(shù)的實時顯示，故障報警顯示，運行參數(shù)設(shè)置以及手動操作等。它主要由以下幾個界面構(gòu)成。

5.1運行狀態(tài)

“運行狀態(tài)”界面即主界面，為上電后顯示的首界面，分多模塊和單模塊，多模塊按下每個模塊的“運行狀態(tài)”后就能進入個單模塊的運行狀態(tài)，如下兩圖所示。運行狀態(tài)主要顯示設(shè)備及系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)的”測量值”為當(dāng)前實時刷新的有效值，”MAX值”為目前為止的大值,。它們可以通過按下復(fù)位按鈕重新開是計大值。

界面上紅綠黃分別表示A,B,C三相的數(shù)據(jù)，啟動，停止按鈕用于控制設(shè)備的啟停。故障列表按鈕用于打開故障顯示界面。電流諧波和電壓諧波按鈕用于顯示當(dāng)前系統(tǒng)的電流和電壓諧波數(shù)據(jù)。

5.2故障列表

“故障列表”界面如下圖所示，它主要顯示當(dāng)前設(shè)備存在的報警信息。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障報警后，模塊本體上的故障報警燈亮起，操作人員可以通過點擊故障列表按鈕打開該界面，檢查報警對象。該界面內(nèi)故障指示標記在按復(fù)位按鈕后會恢復(fù)。如需查看之前故障，請查看界面下半部分的故障信息列表。

下面是常見故障的解釋。

5.3參數(shù)設(shè)置

點擊界面上參數(shù)設(shè)置按鈕就可進入?yún)?shù)設(shè)置，初始密碼為“123”。參數(shù)設(shè)置主要用于設(shè)備調(diào)試階段。界面如下圖。

界面頂部有深藍色字顯示的版本號顯示，下部黑框內(nèi)左半部分是運行參數(shù)，其中用戶可能修改到的是底下的“諧波補償限幅（rms）”，“無功補償限幅（rms）”，“啟動工作模式”。分別用于控制設(shè)備補償電流的大小和按下啟動按鈕后設(shè)備進入何種補償方式。其它的參數(shù)請維持出廠狀態(tài)。

保護參數(shù)主要設(shè)定運行時的保護定值，請維持出廠時狀態(tài)。

當(dāng)前配置存入配方按鈕用于將目前設(shè)定值保存進模塊，防止掉電丟失，正常在調(diào)試完成后，準備斷電前按下一次。該按鈕按下后5秒內(nèi)請勿斷電及進行其他操作。該按鈕在設(shè)備運行時會被隱藏，請按下停止按鈕方可看見。

電容補償設(shè)置->按鈕用于打開電容控制界面。

諧波參數(shù)->按鈕用于打開諧波補償設(shè)置界面。

采樣參數(shù)設(shè)置->用于打開采樣參數(shù)設(shè)置，內(nèi)部有互感器變比設(shè)置和互感器位置設(shè)備，調(diào)試時請按實際情況設(shè)定，界面如右圖。

設(shè)備參數(shù)設(shè)置詳細說明請參考調(diào)試手冊。

六、維護及常見問題

6.1維護

在檢查維護本設(shè)備前，應(yīng)確認供電回路主開關(guān)已經(jīng)斷開10分鐘以上，方可檢修，防止直流電容內(nèi)還存有余電。

每半年對模塊接線側(cè)的進風(fēng)口進行檢查是否有灰塵堆積現(xiàn)象，如有請及時清理。檢查設(shè)備大負荷運行時風(fēng)機是否正常，小負荷運行時風(fēng)機受溫度控制，不一定全部都啟動。

6.2常見問題

1、設(shè)備如何調(diào)試？

請參考本公司的設(shè)備調(diào)試手冊。

2、設(shè)備是否可以同時補無功和諧波？

可以，設(shè)備啟動模式設(shè)為3就可以進入綜合治理模式，無功和諧波的電流大小分別使用“諧波補償限幅（rms）”，“無功補償限幅（rms）”設(shè)置。

3、設(shè)備如何同后臺通訊？

使用液晶屏的COM1口，用于后臺連接，通訊協(xié)議為modbus。該通訊口為RS232，通常需要配一個232轉(zhuǎn)485的轉(zhuǎn)換器，本公司可以提供。

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