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APF有源电力滤波器

项目背景:
      随着现代科学技术的不断发展和新技术新设备的涌现,接入电网中非线性电压——电流特性的电气设备数量日益增加。在地铁系统中,通信信号、综合监控、自动售检票等设备负荷的UPS、直流电源、牵引整流机组、各类变频空调、电梯、节能灯等各类电子设备也大量接入到电网中,这些非线性负载产生的谐波电流在电网的阻抗上产生的谐波与电网的基波叠加引起畸变。由于这些谐波源的存在导致地铁系统中的配电不稳定,会增加线路消耗、影响自动控制装置和继电保护装置的正常运行、增加测量仪表的测量误差、产生额外的热损耗、降低用电设备的安全性、干扰通讯信号等。众所周知,电力铁路如今承担着相当重要的客运任务,也是时时在运行的客运工具,所以谐波治理十分的重要。

谐波对地铁供电系统的危害:
■ 当牵引系统谐波频率与输电系统的固有频率重合叠加可能放大谐波分量增加设备的附加损耗和发热,造成设备故障。
■ 因为地铁负荷都是靠近城市中心负荷的,谐波注入电网会对邻近的民用电网造成很大的干扰。也会对邻近的通信系统造成干扰。最重要的是对自身的危害非常严重,因为地铁的控制中心,他向外界发出的信息不能有半点误差和延迟,否则会造成无法估量的损失。地铁的服务设施是为乘客提供方便快捷安全服务的,在这种人员密集的场合出现电梯故障、停电、报警失灵都会造成现场混乱乃至威胁生命安全。
■ 谐波产生干扰,容易引起误跳闸、诱发谐振,继电保护装置误动作等一系列危害。
■ 地铁谐波不但影响了电网电气设备的寿命,同时也缩短了电气化铁路自身的寿命。

项目方案:
      在重庆市轨道交通六号线二期工程中,中达电通采用台达自主研发、生产的新一代有源电力滤波设备(APF),在本期工程中的牵引降压混合变电所,及降压变电所的0.4KV侧对谐波进行了集中治理。
     有源电力滤波器(APF)主要组成部分为全控半导体器件与并网电抗,通过控制器实时检测负载电流,采用业界最为先进的电流分解算法与控制算法,实现实时的谐波、无功、不平衡补偿,并且规避传统LC补偿谐振的风险,是高性能电能质量治理装置。

其主要技术特点:
■ 适应能力强:适应油机供电、电压幅值频率偏差大、电压畸变大的环境。高低温、高湿、盐雾、腐蚀、雷击、振动等均通过国家认证实验机构的测试。
■ 安全稳定:三电平设计,开关纹波业界最小,ClassA级的EMI标准。
■ 自动限流运行与全面的故障保护功能。
■ 快速响应:微秒级的瞬时响应速度,全响应时间小于10ms。
■ 全面补偿:2-51次谐波、感性与容性无功、不平衡补偿、零线补偿、自由选择补偿组合。
■ 真正模块化、拔插式的设计:各模块独立运行、可用性最高,并可在线扩容;设计灵活,可作为第三方器件;安装施工简单、运维方便。

项目总结:
有源电力滤波器(APF)的优异性能,可完美解决地铁行业用户所遇到的实际电能质量问题,因此赢得了本次项目总包商中铁电化局的青睐,一举中标。该方案自2013年12月投入运行后,工作稳定可靠、没有发生任何故障,对低压配电系统与机车运行没有造成任何影响、各项治理指标非常明显,对谐波有着很高的治理率。满足轨道交通电力供电的各种复杂应用环境,能提供优良的保障机车正常运行与站台各系统稳定工作的电能质量环境。


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