1.簡介
工業(yè)型電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器(以下簡稱PQC)是我公司開發(fā)的智能化、有源式新型電力電子裝置，采用高效的電力電子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和的全數(shù)字控制技術(shù)，用來動態(tài)補(bǔ)償無功電流和諧波電流，提高功率因數(shù)，消除諧波電流。
PQC是一臺柔性電力變換器。PQC先測量由負(fù)載產(chǎn)生的無功電流和諧波電流，然后通過產(chǎn)生新的相反相位相同幅值的無功電流及諧波電流，從而消除供電網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)無功電流及諧波電流。通過抵消回路中的無功電流和諧波電流可以達(dá)到以下效果：
? 顯著減少供電網(wǎng)絡(luò)電壓及電流波形失真度;
? 顯著提高供電系統(tǒng)功率因數(shù)，降低變壓器設(shè)計容量，減少一次費用投入;
? 減少變壓器及線纜的損耗，降低其溫度，節(jié)約電能;
? 降低由于系統(tǒng)諧波導(dǎo)致其他設(shè)備干擾的風(fēng)險;
? 提高終端電壓，提升電能質(zhì)量。
2.基本組成
PQC系統(tǒng)主要包括主接觸器KM1、預(yù)充電接觸器KM2、預(yù)充電電阻R、濾波電感L、電壓型PWM整流橋(VSR)和直流母線電容C等。
系統(tǒng)圖如圖1所示，電阻R為系統(tǒng)的預(yù)充電電阻，當(dāng)KM2閉合后，系統(tǒng)母線電容電壓緩慢充電;KM1控制主回路，同時將預(yù)充電電阻R短路;電感是功率轉(zhuǎn)換器和電力系統(tǒng)之間的功率傳送接口元件，一方面起儲能作用，另一方面濾除高頻開關(guān)紋波電流;電壓型PWM整流橋為SVG的功率轉(zhuǎn)換部件，由絕緣柵雙極晶體管(IGBT)構(gòu)成，應(yīng)用電壓空間矢量調(diào)制(SVPWM)技術(shù)驅(qū)動IGBT產(chǎn)生補(bǔ)償電流波形;直流電容模塊儲存了經(jīng)IGBT功率轉(zhuǎn)化模塊產(chǎn)生的直流能量。
圖1 PQC系統(tǒng)原理圖
3.工作原理
無功補(bǔ)償原理：DSP控制器實時檢測負(fù)載電流，計算分析得到負(fù)載電流的無功電流數(shù)據(jù);無功電流作為控制器的參考值，控制器實時驅(qū)動IGBT產(chǎn)生滿足要求的無功補(bǔ)償電流(容性或感性)，最終實現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償目的。
圖2 無功補(bǔ)償原理圖
諧波補(bǔ)償原理：DSP控制器實時檢測負(fù)載電流，計算分析得到負(fù)載電流的2～25次諧波電流數(shù)據(jù);各次諧波電流作為控制器的參考值，控制器實時驅(qū)動IGBT產(chǎn)生與諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，主動消除電力諧波。
圖3 諧波補(bǔ)償原理圖
3.產(chǎn)品特點
設(shè)計理念
Ø PQC有源模塊立式結(jié)構(gòu)設(shè)計。此種結(jié)構(gòu)模式，采取大容量IGBT功率器件，器件選擇有效值的3倍以上，留有足夠大的安全裕量，在負(fù)載較大沖擊波動下，能長期工作。模塊采取軸流風(fēng)機(jī)散熱，風(fēng)量大，風(fēng)壓足，散熱好; 整柜采取下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)模式，整柜頂部采用軸流風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，底部采取防塵百葉窗進(jìn)風(fēng)，可較大程度隔離外部環(huán)境，特別適合高溫工業(yè)現(xiàn)場及環(huán)境惡劣尤其粉塵較大的場合應(yīng)用。
抗高電壓畸變
Ø 適用在5%-25%諧波電壓畸變率的工業(yè)負(fù)載配電系統(tǒng)應(yīng)用，微妙級的瞬時響應(yīng)速度，全響應(yīng)時間小于10ms。
全面補(bǔ)償、安全穩(wěn)定
Ø 諧波治理、感性與容性無功補(bǔ)償，自由選擇補(bǔ)償組合。
Ø 自動限流運行與全面的故障保護(hù)功能。
的控制策略和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計
Ø 采用LCL拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)濾波，在輸出電流的情況下，不會引入高頻IGBT開關(guān)諧波干擾，并且適用于任何現(xiàn)場電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗，不會發(fā)生諧振;
故障自診斷自啟動功能
Ø 裝置具有非裝置自身問題導(dǎo)致停機(jī)自恢復(fù)功能，自恢復(fù)之前需對外部電網(wǎng)及裝置本身進(jìn)行自動診斷，診斷通過方可自啟動。如果外部電網(wǎng)問題，設(shè)備將不再啟動，并給上位機(jī)傳輸裝置故障告警，點亮裝置自身故障指示燈;
- 電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償裝置
- 工業(yè)型無功補(bǔ)償諧波治理裝置
- 工業(yè)型PQC
| 輸入
| 額定電壓（V） | 400V AC |
| 系統(tǒng)電壓范圍 | ±10% | |
| 頻率 (HZ) | 50/60 +/-5% | |
| 接線方式 | 三相三線制 | |
| 輸出及安裝方式
| 類型 | 工業(yè)立式模塊 |
| 額定容量（kvar+A） | 75kVar+30A,100kVar+40A,150kVar+60A,200kVar+80A | |
| 進(jìn)線方式 | 上進(jìn)線 | |
| 性能指標(biāo)
| 濾波率 | ≥90%(在訂貨的容量范圍內(nèi)，且負(fù)載諧波含量高于訂貨容量的30%) |
| 濾波范圍 | 2~13次諧波（如需治理偶次諧波，訂貨時提出） | |
| 全響應(yīng)時間 | ≤10ms | |
| 瞬時響應(yīng)時間 | ≤100us | |
| 動態(tài)電流 | 1.2倍濾波器額定容量輸出，1min | |
| 功率因數(shù)設(shè)定補(bǔ)償 | 具備 | |
| 感性或容性補(bǔ)償 | 可選 | |
| 保護(hù)
| 過載保護(hù) | 自動限流在99%額定輸出 |
| 其他保護(hù) | 過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過溫保護(hù) | |
| 運行方式 | 單機(jī)或并聯(lián)運行 | 可以 |
| 顯示與操作
| 顯示界面 | 外置7英寸觸摸屏 |
| 顯示狀態(tài) | 電流、電壓、功率、諧波畸變率等 | |
| 操作 | 多種操作模式選擇，遠(yuǎn)程或本地 | |
| 通訊（RS485接口） | Modbus-RTU，具備遠(yuǎn)程監(jiān)控接口及后臺數(shù)據(jù)庫，方便用戶在互聯(lián)網(wǎng)終端監(jiān)控設(shè)備運行各項參數(shù) | |
| 相序自適應(yīng) | 具備 | |
| 環(huán)境條件
| 防護(hù)等級 | IP20（可定制） |
| 運行環(huán)境溫度 | -10℃~40℃ | |
| 儲存/運輸溫度 | -40℃~60℃ | |
| 工作 / 存儲 濕度 | 相對濕度 20~95%，無凝露 / 相對濕度 10~95% | |
| 海拔高度 | 1000m以下（更高海拔需降容使用） |
