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    杜马希研发的有源滤波器作为电能质量治理产品,综合了电力电子技术、数字控制技术、数字信号处理技术等前沿技术,具有较高技术含量。该产品核心由电力电子变流电路和谐波检测算法两部分构成。电力电子变流电路的关键技术是拓扑结构的选择和实现。
    有源电力滤波器中传统拓扑结构为两电平拓扑,其特点是交流侧端口电压只输出高低两个电平(以变流器直流侧中点为参考点)。另有一类新型的拓扑结构为三电平拓扑其特点是交流侧端口电 压输出高低零三个电平(以变流器直流侧中点为参考点)。比较两电平和三电平拓扑,两电平的优势在于控制算法相对比较简单,容易实现,缺点在于变流器开关器件承受的电压较高,应力较大,损耗较大,而且输出波形中高频谐波成分较高,给开关次滤波器的设计带来了困难,而且导致磁性元器件上损耗较大。而三电平的方案较好地解决了两电平方案的这些问题系统效率可以获得明显的提升,其代价就是控制算法相对比较复杂,而且要求使用更多的开关器件(但由于单个开关器件承受的电压减半,单个器件成本下降,因此三电平方案不会明显增加系统成本)。
我们的有源滤波器正常工作时可发挥如下功能: 消除非线性负载所产生的谐波电流、补偿落后性负载的无功、 操作成虚拟电阻,避免谐振破坏。

    工作原理

有源滤波器是用电流互感器采集直流线路上的电流,经采样将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理,得到谐波参考信号作为的调制信号与三角波相比,从而得到开关信号,用此开关信号去控制单相桥,根据技术原理,将上下桥臂的开关信号反接,就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流,将线上的谐波电流抵消掉。这是前馈控制部分。再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来,作为调节器的输入,调整前馈控制的误差。

特性简述
     三电平逆变电路;
    ◆ 模块化设计; 
     谐波、无功及不平衡负载三种补偿模式;
    ◆ >97%工作效率,损耗小; 
    ◆ 小体积、壁挂/机架创新安装方式,节省空间;    
    ◆ 3DSP+CPLD 全数字控制方法;
    ◆ 2--61 次谐波同时补偿,并且可指定补偿次数    
     快速 FFT 及瞬时无功两种算法模式
    ◆ 多功能功能液晶监控系统,并具 PC 端增强软件。

     组成元件:
     ◆ 谐波电流滤波器--其主要功能为吸收高频谐波电流和小额定量无功补偿。
     ◆ 缓启动电磁接触器组--以抑制直流电容器组充电时可能引发的冲击电流。
     ◆ 高频电感电容器组--作为电能转换器与电力系统间的电力传输介面元件,同时对落后性功 因负载提供无功补偿能力。
      IGBT 电能转换器--主要功能在将电力系统所提供的能量换成谐波补偿电流源,回馈至电 力系统上,达到降低谐波的功能。
     ◆ 直流电容器组--将来自电力系统的能量储存在该电容器组上。

    

     产品特点:

    高效滤波能力
    有源滤波器是动态滤除谐波电流的产品,其技术优点是滤波效果彻底、有效滤除高次谐波、抑制谐振,所以,滤波能力是有源滤波器产品的关键参数。我们的有源滤波器可以滤除2次一61次谐波电流并且针对61次以内的谐波电流,可在同一时刻内一次滤除完成。并且可对系统61次以内的谐波电流定制选择滤波,此项技术有两个优点:
    第一,针对谐波电流容量特别大的系统,可以使用杜马希有源滤波器和无源滤波器组 成混合滤波器,用无源滤波器滤除大容量、稳定的低次谐波电流,用有源滤波器滤除变化复杂的高次谐波电流及抑制谐波电流发生谐振;
    第二,针对系统的谐波电流频率分布特点进行定制选择滤除,确保在固定的容量内获得更好 的滤波效果及系统稳定性。
同时,有源滤波器也是大功率电力电子产品,产品的工作效率(即运行损耗)与电能需求紧密相关。杜马希有源滤波器采用了三电平逆变电路方案,降低了内部 IGBT 损耗,系统效率获得明显的提升,这样虽然控制算法相对比较复杂,但是杜马希电气有源滤波器工作效率稳定为97%,比常规工作效率为 95%的有源滤波器高 2%。
    独创 3DSP+CPLD 的多 CPU 控制系统
    有源滤波器是采用动态补偿谐波电流技术,用软件算法完成对谐波电流的检测、分析及补偿的全动作,软件算法烧录在 DSP(CPU)。对比常规有源滤波器的双DSP控制系统,我们的有源滤波器采用了自主创新的3DSP+CPLD的多CPU控制系统。在这个多 CPU系统中,CPLD为主处理 器,3 颗CPU为协处理器。CPLD主要任务为控制3颗CPU同时启动数据采样、同步处理数据、 控制逆变电流、产生PWM时序等任务。每颗CPU承担一相谐波电流的检测任务,并将检测结果 发送给CPLD处理。使用多CPU并联工作的系统,主要有以下两个优点:
    (1)可以成倍提高计算速度,即成倍提高谐波补偿速度; (2) CPU 数量增加可以使用的软件算法的数据量更大。 
    有源滤波器的典型算法包括两种:快速傅里叶分解(FFT)和瞬时无功两种算法模式,这两种算法的优缺点都非常明显。基于  FFT 的数字分析法的核心思想是如何从电流中提取基波分量和谐 波分量。其原理是将一个周期的信号通过FFT分解,得到各次谐波的幅值和相位。这种方法的优点在于一次性得到各次谐波的幅值和相位,可以自由选择需要补偿的谐波次数和补偿比例。其主要缺点是需要一个周期的采样数据,才能算出各次谐波的含量。而且需要对误差信号进行重构,运算复杂,延时较大。另一方面,这种谐波提取方法是建立在傅立叶分析基础上的,因此要求被补偿的波形是周期变化的,否则会带来较大的误差,这也限制了产品的使用范围。基于瞬时功率理论的检测方法的核心思想就是利用系统中电压和电流的关系来提取电流中的谐波分量。这种谐波检测方法在只检测无功电流时,可以完全无延时。检测谐波电流时,因被检测谐波的构成和采用的滤波器不同,存在一定的延时,但是这个延时最多不会超过一个工频周期。然而,瞬时功率理论 是基于三相平衡系统提出来的。现有的理论在三相四线制系统中时,无法对三相电流进行独立检测和控制。

    以上两种均是有源滤波器的主流算法,目前采用快速傅立叶分解的厂家占多数。得益于杜马希电气的3DSP+CPLD多CPU 并联支持更大数据量的硬件系统和在谐波电流检测方法的一种专利技术,杜马希电气有源滤波器可同时支持快速傅立叶分解和瞬时无功两种算法,我们的工程师在为用 户做现场调试机器时,使用两种算法分别检测实际滤波效果,根据实际情况采取滤波效果最好的算法。                                                                             


    高稳定可靠、高管理效率、高工程效率
    杜马希的有源滤波器优势在于它是模块化产品,与常规两电平有源滤波器对比, 具有稳定可靠、高管理效率、高工程效率的优点。我们的典型有源滤波器模块容量为:25A,50A,75A100A,150A以多有源滤波模块构建有源滤波系统,假如有一个模块发生故障,其余模块保持正常运行,减少系统单故障点,体现高稳定性的优点;系统模块发生故障,直接更换有源滤波模块,其余模块正常运行支持用户滤波需求,最大程度减少因故障引起无法满足用户滤波需求的损失,体现高管理效率优点:我们的各种谐波补偿容量的模块化有源滤波器,重量仅为16kg -40kg,人工即可搬动实施安装,无需吊车、叉车等工程机械,模块容量覆盖广阔,灵活 组合配置最优系统容量,具有壁挂式和机架式两种安装方式,体现高工程效率的优点。且基于三电平逆变电路技术,内部开关等元器件体积较常用有缘滤波器的要小,整机体积为全球最小,能更好的利用空间资源。
    人机交换信息
    人机交互信息是有源滤波器的重要功能,人机交互信息是用户了解系统滤波效果、机器运行状 态的载体。杜马希电气人机交互信息包括两部分:有源滤波器自带的液晶前台监控系统和 PC 端增强 软件。监控系统除了读取常规的滤波前后的电压、电流、谐波电流畸变(THDi)数据,我们的有源滤波器监控系统还具备读取滤波前后的各次谐波频谱对照、波形对照图形功能,使用户更直观了解有 源滤波器的滤波效果。
 

      除了前台监控系统,我们的有源滤波器还可通过 PC 端增强软件,在电脑显示系统的滤波信息和机器运行状态,用尸可获得更清晰的人机交互信息。杜马希电气是第一个提供 PC 端增强软件的 进口有源滤波器厂家。

     应用场合:  

      杜马希有源电力滤波器可广泛应用于工业、商业和机关团体的配电网中,如:电力系统、电解电镀企业、水处理设备、石化企业、大型商场及办公大楼、精密电子企业、机场/港口的供电系统、医疗机构等。根据应用对象不同,DMS-HMP型有源电力滤波器的应用将起到保障供电可靠性、降低干扰、提高产品质量、增长设备寿命减少设备损坏等作用。

    ◆ 通信行业
    为了满足大规模数据中心机房的运行需要,通信配电系统中的UPS使用容量在大幅上升。据调查,通信低压配电系统主要的谐波源设备为UPS、开关电源、变频空调等。其产生的谐波含量都较高,且这些谐波源设备的位移功率因数极高。通过使用有源滤波器可以提高通信系统及配电系统的稳定性,延长通信设备及电力设备的使用寿命,并且使配电系统更符合谐波环境的设计规范。
     半导体行
    大多数半导体行业的3次谐波非常严重,主要是由于企业中使用了大量的单相整流设备。3次谐波属于零序谐波,具备在中性线汇集的特点,导致中性线压力过大,甚至出现打火现象,存在着极大的生产安全隐患。谐波还会造成断路器跳闸,耽误生产时间。3次谐波在变压器内形成环流,加速了变压器的老化。严重的谐波污染必然对配电系统中的设备使用效率和寿命造成影响。
    ◆ 石化行业
    由于生产的需要,石化行业中存在着大量泵类负载,并且不少泵类负载都配有变频器。变频器的大量应用使石化行业配电系统中的谐波含量大大增加。目前绝大部分变频器整流环节都是应用6脉冲将交流转化为直流,因此产生的谐波以5次、7次、11次为主。其主要危害表现为对电力设备的危害及在计量方面的偏差。使用有源滤波器可以很好地解决这方面的问题。
    ◆ 化纤行业
    为大幅提高熔化率、提高玻璃的熔化质量,以及延长炉龄、节省能源,在化纤行业常用到电助熔加热设备,借助电极把电直接送入燃料加热的玻璃池窑中。这些设备会产生大量的谐波,且三相谐波的频谱和幅值差别比较大。
    ◆ 钢铁/中频加热行业
    钢铁业中常用到的中频炉、轧机、电弧炉等设备都会对电网的电能质量产生重大的影响,使电容补偿柜过载保护动作频繁、变压器和供电线路发热严重、熔断器频繁熔断等,甚至引起电压跌落、闪变。
    ◆ 汽车制造业
    焊机是汽车制造业中不可少的设备,由于焊机具有随机性、快速性及冲击性的特点,使大量使用焊机造成严重的电能质量问题,造成焊接质量不稳、自动化程度高的机器人由于电压不稳而不能工作,无功补偿系统无法正常使用等情况。
    ◆ 直流电机谐波治理
    大型直流电机场所都需要先通过整流设备将交流电转换为直流电,由于此类工程的负载容量都较大,因此在交流侧存在严重的谐波污染,造成电压畸变,严重时会引起事故。
    ◆ 自动化生产线和精密设备的使用
    在自动化生产线和精密设备场合,谐波会影响到其正常使用,使智能控制系统、PLC系统等出现故障。
    ◆ 医院系统
    医院对供电的连续性和可靠性有非常严格的要求,0类场所自动恢复供电时间T≤15S,1类场所自动恢复供电时间0.5S≤T≤15S, 2类场所自动恢复供电时间T≤0.5S,电压总谐波畸变率THDu≤3%,X光机、CT机、核磁共振都是谐波含量极高的负载。
    ◆ 剧场/体育馆
    可控硅调光系统、大型LED设备等都是谐波源,在运行过程中会产生大量的三次谐波,不但造成配电系统的电力设备效率低下,而且还会造成灯光频闪,对通信、有线电视等微弱电回路产生杂音,甚至产生故障





 

三相三线系统  

技术参数
     ◆ 模块化扩展能力   最多扩展至8个功率模块(同一电压等级下可同时扩展不同电流规格的模块)
     ◆ 工作允差         +/-10%(电压),+/-5%(频率)
     ◆ 可滤除谐波       从第2次谐波到第61次谐波
     ◆ 滤波能力         97%
     ◆ 无功功率补偿     功率因数设定范围从感性0.6到容性0.6
     ◆ 相平衡补偿       可编程的相平衡功能
     ◆ 有效反应时间     全响应时间<10ms
     ◆ 有效功率损耗     <3%额定模块功率
     ◆ 防护等级         IP21(开柜门IP20)
     ◆ 环境温度         -5℃—40℃(温度高于50℃,便会有相应的降容)
     ◆ 湿度             最大95%RH(无凝露)


     三相三线系统(连接于电网三相之间,适用于带有中性线或不带中性线的电网系统,可滤除非零序谐波,进行无功功率补偿和相不平衡补偿)

功率(A)

型号

类型

规格

系统电压(V)

25

DMS-TSC-AMC25-3L-WL

三相三线

壁挂式、自带屏幕

400

50

DMS-TSC-AMC50-3L-JL

三相三线

机架式、自带屏幕

400

100

DMS-TSC-AMC100-3L-JL

三相三线

机架式、自带屏幕

400

150

DMS-TSC-AMC150-3L-JL

三相三线

机架式、自带屏幕

400

200

DMS-TSC-AMC200-3L-JM

三相三线

机架式、集中监控

400

     

      三相四线系统  
     技术参数:
     ◆ 中性线滤波能力  3倍相线RMS电流
     ◆ 模块化扩展能力  最多扩展至8个功率模块(同一电压等级下可同时扩展不同电流规格的模块)
     ◆ 工作允差         +/-10%(电压),+/-5%(频率)
     ◆ 可滤除谐波       从第2次谐波到第61次谐波
     ◆ 滤波能力         97%
     ◆ 无功功率补偿     功率因数设定范围从感性0.6到容性0.6
     ◆ 相平衡补偿       可编程的相平衡功能
     ◆ 有效反应时间     全响应时间<10ms
     ◆ 有效功率损耗     <3%额定模块功率
     ◆ 防护等级         IP21(开柜门IP20),IP00(柜内功能板)
     ◆ 安装             室内安装,洁净环境,建议海拔高度不超过2000米(适当降容可至更高海拔)
     ◆ 环境温度          -5℃—40℃(温度高于50℃,便会有相应的降容)
     ◆ 湿度              最大95%RH(无凝露)
      三相四线系统(可滤除流过相线和中性线的谐波,包括零序谐波,进行无功功率补偿和相不平衡补偿)

功率(A)

型号

类型

规格

系统电压(V)

25

DMS-TSC-AMC25-4L-WL

三相四线

壁挂式、自带屏幕

400

50

DMS-TSC-AMC50-4L-JL

三相四线

机架式、自带屏幕

400

100

DMS-TSC-AMC100-4L-JL

三相四线

机架式、自带屏幕

400

150

DMS-TSC-AMC150-4L-JL

三相四线

机架式、自带屏幕

400

200

DMS-TSC-AMC200-4L-JM

三相四线

机架式、集中监控

400


低压无功补偿 | 高压无功补偿 | 弧光保护 | 光纤测温
服务电话:(86)21-5212 7567      传真:(86)21-5212 7568
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