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電抗在軌道交通應(yīng)用
答:

行業(yè)背景

    軌道交通的供配電系統(tǒng)由牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明供電系統(tǒng)組成。其中的節(jié)能照明、弱電控制系統(tǒng)、UPS、電梯、空調(diào)和排風(fēng)系統(tǒng)在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的電力諧波,主要以5次、7次諧波電流最為嚴(yán)重。

    諧波對(duì)軌道交通行業(yè)的危害主要表現(xiàn)在對(duì)無功補(bǔ)償裝置的影響。在諧波環(huán)境下,無功補(bǔ)償裝置的投入一方面會(huì)放大諧波,另一方面會(huì)使無功補(bǔ)償電容器過載,造成電容器發(fā)熱損壞,繼電器誤動(dòng)作,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因諧振發(fā)生燒毀事故。

南京地鐵3號(hào)線中配置的區(qū)間事故風(fēng)機(jī)均為雙速風(fēng)機(jī),配用雙繞組電機(jī),風(fēng)機(jī)功率較大(分別為110KW和250KW),為了解決風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成過大的沖擊電流,風(fēng)機(jī)進(jìn)線端均配置了軟啟動(dòng)控制柜。在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)變壓器和線纜發(fā)熱嚴(yán)重,在風(fēng)機(jī)啟停過程中出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)而造成其他負(fù)荷工作不穩(wěn)定現(xiàn)象。

治理方案

根據(jù)負(fù)荷特性分析,區(qū)間風(fēng)機(jī)屬于感性負(fù)荷,其安裝位置距離配電變壓器距離較遠(yuǎn),正常運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)一般在0.8左右,線路中的無功電流造成了電纜發(fā)熱嚴(yán)重,而在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生幾倍的額定電流且由于電纜距離較長(zhǎng)則造成電網(wǎng)末端處瞬時(shí)電壓跌落現(xiàn)象,影響到供電系統(tǒng)和其他設(shè)備的正常運(yùn)行。

治理前后的數(shù)據(jù)對(duì)比如下圖:

投入亞派A-SVG/4L 200kVar產(chǎn)品,通過A-SVG補(bǔ)償后,區(qū)間事故風(fēng)機(jī)的供電系統(tǒng)的功率因數(shù)從0.8提高至0.95以上,同時(shí)還解決了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)過程中電流過大造成的電網(wǎng)跌落現(xiàn)象,并且降低了線纜發(fā)熱。

 

 

 

電抗在軌道交通上的應(yīng)用
答:
APF有源電力濾波器
答:

APF是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置,它能對(duì)大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償,其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn),獲得比無源濾波器更好的補(bǔ)償特性,是一種理想的補(bǔ)償諧波裝置。

 

 

APF工作原理

 

APF系列有源電力濾波器具備極強(qiáng)的主動(dòng)濾除諧波能力,是治理諧波的完美解決方案?商峁┻B續(xù)的動(dòng)態(tài)無功,并改善負(fù)荷不平衡度。它不受電能運(yùn)行結(jié)果改變的影響以及不同供電狀態(tài)下所引起的系統(tǒng)阻抗變化的影響。

 

APF可實(shí)時(shí)檢測(cè)線路電流,并把檢測(cè)到的電流轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)中的數(shù)字信號(hào),由DSP數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)生一系列寬頻脈沖調(diào)制信號(hào)(PWM),驅(qū)動(dòng)IGBT功率組件通過換流電抗器向系統(tǒng)輸出相位正好與系統(tǒng)諧波電流相反而幅值相同的電流,兩種諧波電流互相抵消,從而達(dá)到濾除諧波、凈化電能的目的。

 

 

APF技術(shù)特點(diǎn)

 

先進(jìn)--采用若干專利技術(shù)

采用雙DSP+FPGA控制系統(tǒng),閉環(huán)控制,檢測(cè)速度快、濾波精度高;

 

迅速--動(dòng)態(tài)響應(yīng)及時(shí)性

對(duì)負(fù)載波動(dòng)響應(yīng)時(shí)間快,控制器響應(yīng)時(shí)間<5us,系統(tǒng)全響應(yīng)時(shí)間<10ms;

 

強(qiáng)效--濾波能力強(qiáng)大

濾波范圍廣,可同時(shí)濾除2-50次諧波;即可濾除特征諧波,也可濾除非特征諧波;

 

穩(wěn)定--裝置永不過流

在濾波的同時(shí),能完全避免過補(bǔ)償;能夠自動(dòng)跟蹤負(fù)荷變化,發(fā)出合適的補(bǔ)償電流,具有良好的補(bǔ)償特性;

 

優(yōu)質(zhì)--配套優(yōu)質(zhì)零部件

關(guān)鍵元器件全部精選國(guó)際一流品牌,保證產(chǎn)品質(zhì)量;

 

安全--完善的保護(hù)功能

具有過壓、過流、欠壓、過載、缺相、過溫、短路等完備的設(shè)備保護(hù)功能,并具備自診斷功能,可智能判斷是否自動(dòng)切除設(shè)備,確保設(shè)備及用電系統(tǒng)安全;

 

友好--操作方便

采用漢字液晶可視化人機(jī)界面,具有故障報(bào)警及追憶功能,在面板上能實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行狀態(tài)以及設(shè)定運(yùn)行參數(shù)。

 

可擴(kuò)--強(qiáng)大的并聯(lián)擴(kuò)容能力

可多臺(tái)并聯(lián)同時(shí)運(yùn)行,每臺(tái)裝置單獨(dú)控制不受相互影響;

 

環(huán)保--運(yùn)行損耗低

平均運(yùn)行損耗不超過整機(jī)容量的3%

 

 

工作模式

 

APF具有“諧波補(bǔ)償功能”、“無功補(bǔ)償功能”、和“不對(duì)稱補(bǔ)償功能”等三種補(bǔ)償功能。這三種功能可以同時(shí)被選定,也可以分別進(jìn)行選定,并通過工作模式的設(shè)置選擇優(yōu)先補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)。

 

諧波優(yōu)先模式

優(yōu)先選擇補(bǔ)償負(fù)荷電流中的諧波分量,如果仍有額外的容量可以用于補(bǔ)償無功分量和不對(duì)稱分量。

 

無功優(yōu)先模式

優(yōu)先選擇補(bǔ)償負(fù)荷電流中的無功分量,如果仍有額外的容量可以用于補(bǔ)償諧波分量和不對(duì)稱分量。

 

均等模式

將補(bǔ)償能力均等的用于補(bǔ)償負(fù)荷電流中的諧波分量、無功分量和不對(duì)稱分量。

智能電容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
答:

智能電容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

模塊化結(jié)構(gòu),智能電容器的模塊化結(jié)構(gòu),體積小,接線簡(jiǎn)單,便于維修場(chǎng)。只需要增加一些模塊可以實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償系統(tǒng)的擴(kuò)展。 
  高質(zhì)量電容器,低壓補(bǔ)償電容器的自愈,智能電容器內(nèi)置溫度傳感器內(nèi)的電容器,反映了一定程度的發(fā)燒,實(shí)現(xiàn)超溫保護(hù)。 
  嵌入式開關(guān)模塊,智能電容器內(nèi)置開關(guān)模塊。開關(guān)模塊包括晶閘管,磁保持繼電器,過零觸發(fā)電路與晶閘管開關(guān)電容電路,實(shí)現(xiàn)“零開關(guān)”,確保沒有電流在開關(guān)脈沖,沒有操作過電壓。開關(guān)模塊動(dòng)作響應(yīng)速度快,操作頻繁。 
  完善的保護(hù)設(shè)計(jì),智能電容器斷電保護(hù),短路保護(hù),斷相保護(hù)電壓,過溫保護(hù)功能,有效保護(hù)電容器安全,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

了解無功補(bǔ)償濾波裝置和消除諧波裝置
答:濾波裝置和消諧裝置的一些區(qū)別,消諧裝置主要用作無功功率補(bǔ)償,同時(shí)抑制高次諧波,防止高次諧波放大;選擇電抗器需考濾系統(tǒng)諧波的次數(shù),一般系統(tǒng)中含有5次諧波以上的選擇6%~7%的電抗率,含有3次諧波以上的,選擇12%~14%的電抗率;可控硅模塊動(dòng)作時(shí)間應(yīng)及時(shí)跟蹤負(fù)荷波動(dòng);
  選擇電容器時(shí)需考濾串聯(lián)電抗器后所提高的電壓值;消諧裝置使用效果對(duì)元器件參數(shù)的偏差不敏感,同時(shí)由于承擔(dān)的諧波容量較小,元器件的裕度相對(duì)較。辉跐M足無功功率要求的情況下,裝置經(jīng)濟(jì)價(jià)格最低;一般設(shè)計(jì)集中無功補(bǔ)償為原則,以提高裝置的使用率,減少投資,方便管理。
  濾波裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候由于需要承擔(dān)的諧波容量較大,要求的裕度較大,而且對(duì)元器件參數(shù)的偏差較敏感,對(duì)于電抗器的選擇要求越接近諧振點(diǎn)約好,所以要求定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
為什么要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償
答:一般說來無功功率則用來產(chǎn)生用電設(shè)備所需要的磁場(chǎng)的,特別是電動(dòng)機(jī)等電感性設(shè)備。無功功率是不消耗電能的,所以稱之為無功。 
  但沒有它,用電設(shè)備(特別是電動(dòng)機(jī)等電感性設(shè)備)又不能正常工作。怎么辦?那就找一種在同一電源下,所產(chǎn)生的電流與電感電流方向相反的電器接在線路上,用來抵消電感電流。這樣,既不影響電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生磁場(chǎng),又能消除或減少線路上的電感電流,這種電器就是電容器。這種電容器就叫補(bǔ)償電容器,也叫電力電容器。它在線路上的電流正好與電感電流相反。 
  但它要在電路中產(chǎn)生電流。這種電流稱之為電感電流。電感電流同樣會(huì)增加電氣線路和變壓設(shè)備的負(fù)擔(dān),降低電氣線路和變壓設(shè)備的利用率,增加電氣線路的發(fā)熱量。 
  
  只要在線路上接的電容數(shù)量與負(fù)載的電感分量向匹配,他產(chǎn)生的電容電流就能非常有效地消除或減少線路上的電感電流,也就是消除或減少負(fù)載向電網(wǎng)吸取無功功率。這樣就能減少電氣線路和變壓設(shè)備的負(fù)擔(dān),提高電氣線路和變壓設(shè)備的利用率,降低電氣線路的發(fā)熱量。那么,在電氣線路上安裝補(bǔ)償電容器就稱為無功補(bǔ)償,也叫對(duì)線路進(jìn)行無功優(yōu)化 。
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