YDS-APF有源滤波器用户手册.pdf

1、上海一德电气科技有限公司 全面改善您的用电品质，有效滤除谐波，提高功率因数，增强电网的抗扰动能力，降损增容。全面改善您的用电品质，有效滤除谐波，提高功率因数，增强电网的抗扰动能力，降损增容。上海一德电气科技有限公司上海一德电气科技有限公司 YDS-APF 有源电力滤波器 使用说明书 上海一德电气科技有限公司 安全须知安全须知 这些安全须知适用于所有工作的有源电力滤波器设备。这些安全须知适用于所有工作的有源电力滤波器设备。忽视这些说明可能会导致人身伤害和死亡。忽视这些说明可能会导致人身伤害和死亡。禁止带电操作！禁止带电操作！特定用途特定用途 有源滤波器适用于民用小容量负载及工业型大容量负载的谐波

2、治理及无功功率的动态补偿。请确保在同一网络中没有任何非调谐的补偿系统，否则，有源滤波器可能会和这些补偿系统发生冲突。操作人员资格操作人员资格 只允许熟悉电气相关电气规章制度，专业从事电气方面工作的人员操作本设备。只允许熟悉电气相关电气规章制度，专业从事电气方面工作的人员操作本设备。有源滤波器的安装、运行监测、故障维修只能由专业人员来操作，要求对设备操作的人员必须熟读此手册。责任免除责任免除 用户手册的内容描述了产品的特性，但是通常不是作为产品的保证书。用户手册的内容描述了产品的特性，但是通常不是作为产品的保证书。如果遇到任何疑问和问题，请及时与我们取得联系，避免发生无可挽回的意外！上海一德电气

3、科技有限公司 目目 录录 安全须知安全须知.2 特定用途特定用途.2 操作人员资格操作人员资格.2 责任免除责任免除.2 1 关于本手册关于本手册.1 2 APF 简介简介.2 2.1 APF 工作原理工作原理.2 2.1.1 APF 功能原理.2 2.1.2 APF 内部控制原理.3 2.2 APF 的动态与稳态特性的动态与稳态特性.3 2.3 APF 产品特性产品特性.4 3.1 安装条件安装条件.6 3.2 主进线安装主进线安装.7 3.3 外部电流互感器安装外部电流互感器安装.7 1）单台 APF 运行时电流互感器的接线.8 2）多台 APF 并联运行时电流互感器的接线.9 3.4 电

4、流互感器二次线接线电流互感器二次线接线.11 4 用户操作指南用户操作指南.12 4.1 简介简介.12 4.2 人机界面常用操作人机界面常用操作.12 4.2.1 主控操作.16 4.2.2 状态查询.18 4.2.3 谐波查询.19 4.2.4 录波查询.20 4.2.5 参数设置：查看及修改装置参数.21 4.2.6 参数查询.24 4.2.7 事件记录.25 4.2.8 关于装置.27 5 技术数据技术数据.28 附录附录.29 上海一德电气科技有限公司 11 关于本手册关于本手册 在安装和操作有源滤波器（下简称 APF）前，应仔细地阅读本手册。手册中包含了有利于设备完好性能发挥、避免

5、错误操作的必备信息。以下的符号、术语及名称用于本操作安装手册。表表 1 符号、术语及名称的使用符号、术语及名称的使用 注释 注意！注意！遵循手册要求，防范设备损坏 小心小心 遵循手册要求，防范设备损坏及人身伤害 警告警告 遵循手册要求，防止严重事故发生 危险危险 遵循手册要求，防止严重事故及致命伤害情况的发生 危险危险 遵循手册要求，防止因危险电压导致的严重事故及致命伤害发生 【注】【例】【注】【例】请关注【注】【例】所表述的内容，用于解释说明 上海一德电气科技有限公司 22 APF 简介简介 我公司竭诚为用户解决电能质量问题，有源滤波器具备前所未有的滤波能力，能同时滤除 2-50 次谐波，滤

6、波能力可高达 97%以上，对阶跃变化的谐波完全补偿时间小于 10ms。APF 可多台同时并联运行，完全适用于工业、民用领域各种情况，是非线性负载谐波治理的最佳解决方案。2.1 APF 工作原理工作原理 图图 2-1 APF 工作原理图工作原理图 2.1.1 APF 功能原理功能原理 滤波原理滤波原理 APF 通过外部电流互感器实时采集电流信号，通过内部检测电路分离出其中的谐波部分，通过 IGBT 功率变换器产生与系统中的谐波大小相等相位相反的补偿电流，实现滤除谐波的功能。APF 输出补偿电流根据系统的谐波量动态准确变化，因此不会出现过补偿的问题。另外，APF 内部有过载保护功能，当系统的谐波量

7、大于滤波器容量时，装置可以自动限制在 100%额定容量输出，不会发生过载。无功补偿原理无功补偿原理 用户可以通过参数设置，使 APF 在滤除谐波的同时进行动态无功补偿。APF 根据系统的无功功率，通过 IGBT 功率变换器产生容性或感性的基波电流，实现动态无功补偿的目的，补偿目标值可以通过操作面板设定，不会出现过上海一德电气科技有限公司 3补偿，并且补偿平滑，不会产生对负载和电网的涌流冲击。2.1.2 APF 内部控制原理内部控制原理 图图 2-2 APF 内部控制原理图内部控制原理图 如图 2-2 所示，隔离开关合闸后，为防止上电后电网对直流母线电容器的瞬间冲击，APF 首先通过软起电阻对直

8、流母线的电容器充电，这个过程会持续几十秒。当母线电压 Udc 达到预定值后，主接触器闭合。直流电容作为储能器件，通过 IGBT 逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。APF 通过外部 CT实时采集电流信号送至信号调理电路，然后再送至 FPGA 控制器。控制器将基波成分分离，提取出所有的谐波，将采集到的谐波成分和 APF 已发出的补偿电流比较得到差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发 IGBT 变换器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。2.2 APF 的动态与稳态特性的动态与稳态特性 APF特别值得一提的是其优越的动态、稳态特性。下图显示了APF在负载发生变化时的动态特性与满

9、载时的稳态特性。上海一德电气科技有限公司 4 2.3 APF 产品特性产品特性 1.可同时滤除 250 的滤波 2.响应时间小于 0.1ms,对阶跃变化的谐波完全补偿时间小于 10ms 3.采用高清晰，5.7 英寸中文彩色触摸屏 4.有消除三相不平衡的功能 5.具有自动限流功能，不会发生过载 6.可进行待机功能管理 7.可以只滤波，或同时滤波和补偿无功，并可设置功能的优先次序 8.输出滤波采用 LCL 滤波结构，不仅使 APF 补偿时 IGBT 高频开关产生的高次谐波不会注入电网，补偿效果更好，而且适应于任何现场电网系统阻抗，不会发生谐振，保证装置安全。9.采用 Xilinx 公司的 Spar

10、tan3adsp FPGA 进行集中控制。FPGA 时钟频率最高可到 200MHz，内部有 84 个硬件 DSP 单元，DSP 并行运行，运算速率远高于单个 DSP 控制方式，且通信延迟小，响应速度更快，便于采用更先进的控制算法，使 APF 达到更加卓越的滤波补偿效果。10.APF 可以实现 8 台装置并联且只使用一个 FPGA 集中控制,克服了多个控制 负载突变时的动态特性：响应时间70%补偿到90%安装安装 落地式 此装置必须直坐式安装 表表 3 APF 最小安装空间最小安装空间 位置 最小需求安装空间 顶端（空气出口）300mm 前侧（空气进口）1100mm 后侧（空气进口）600mm

11、左/右侧 不需要 上海一德电气科技有限公司 73.2 主进线安装主进线安装 图 3-1 三相四线制，800*600*2200mm 标准柜体 APF 主电路接线示意图 3.3 外部电流互感器安装外部电流互感器安装 APF 并联安装在系统中，电流互感器 CT 接于系统侧，如 APF 与其他配电柜并柜，则需在穿铜排时就将 CT 穿入。图 3-2 APF 安装示意图 上海一德电气科技有限公司 8 危险危险 若电流互感器连接不正确，可能因短路和电击致命 若电流互感器连接不正确，可能因短路和电击致命?在安装电流互感器原边前，先用分离短路跳接线（不在供货范围内）将二次侧短路?确保电流互感器处于短路状态，直至

12、APF的CT连接端子都接好。?在将电流互感器与 APF 分离前，用可分离短路端子将其短路 电流互感器使用请遵循下列规则 电流互感器使用请遵循下列规则：?三个外部电流互感器必须正确连接到APF上。?电流互感器安装在滤波器的系统侧，负载侧的系统应由用户提出。?为了APF的正确运行，电流互感器回路必须是独立的，不能与其它设备共用互感器。?带可分离短路端子的电流互感器端子块必须安装在外部电流互感器和X2接线端之间。维修时，松开X2接线端前必须将电流互感器短路。表4 电流互感器规格 表4 电流互感器规格 参数 规格 额定副边电流 5A 额定原边电流 原边电流必须要以最大电流有效值为基准选择（例如：起动电

13、流800A用电流互感器1000A:5A）精度等级 0.5以上 额定负载（VA）2.5以上 1）单台 APF 运行时电流互感器的接线 1）单台 APF 运行时电流互感器的接线 为确保能正确检测电流，注意电流互感器的电流方向及正确的相连接。上海一德电气科技有限公司 9 图 3-3 单台 APF 运行时互感器接线 2）多台 APF 并联运行时电流互感器的接线 2）多台 APF 并联运行时电流互感器的接线 通过最多 8 台 APF 的并联运行可加大补偿电流值。多台 APF 共用一套电流互感器。上海一德电气科技有限公司 10 图 3-4 APF 并联运行时互感器接线【注】：【注】：APF 装置的电气部分

14、的安装必须由经过培训的合格工程师依据“电工法则”进行，严禁其他人员违规进行安装，本手册只介绍安装的基本内容，具体安装细节请参考电工规范。APF 支持底部进线，其它进线方式（如顶部进线）须提出特殊需求。上海一德电气科技有限公司 113.4 电流互感器二次线接线电流互感器二次线接线 图 3-5 外部电流互感器 X1（左）-X2 端子（右）表 5 外部电流互感器接线终端 X1 端子 X1 端子 名称 备注 X1 端子 名称 备注 1 A+A401 1 A+A401 2 A-A402 2 A-A402 3 B+B401 3 B+B401 4 B-B402 4 B-B402 5 C+C401 5 C+C

15、401 6 C-C402 6 C-C402 注：连接 X1 端子的外部电流互感器的电缆须用 2.5mm注：连接 X1 端子的外部电流互感器的电缆须用 2.5mm2 2以上的屏蔽电缆，且电流互感器的副边接地以上的屏蔽电缆，且电流互感器的副边接地【注】【注】：1、CT 电缆选用 2.5mm2屏蔽双绞线 RVSP22.5（线长 L15m），CT 电缆选用 4mm2屏蔽双绞线 RVSP24（线长 15L30m）。2、若 CT 电流的流向为从 P1P2,则 S1 为+，S2 为；反之 S1 为，S2为+。外部电流互感器 X1 上海一德电气科技有限公司 12 4 用户操作指南用户操作指南 APF通过集成在

16、一块面板上的显示屏和按键进行操作。4.1 简介简介 图 4-1 控制器前面板视图 人机界面使用触摸屏幕，如图 4-1 所示，主要为如下三个部分：（1）屏幕区：用于显示状态数据、控制操作指令；（2）按键区：含 MENU、F1F5 共 6 个按键，提供额外的快捷功能；（3）状态区：含 4 个状态指示灯，从左至右依次指示网络、通讯 1、通讯2、电源的工作状态。4.2 人机界面常用操作人机界面常用操作 主要包括触摸按钮、数值输入、密码输入、翻页、辅助按键等。（1）触摸按钮：直接点击屏幕上的按钮，即执行相应操作。（2）数值输入：如设置 CT 变比。上海一德电气科技有限公司 13 图 4-2 其中“清空”将清除数值输入框的所有数字；“取消”将取消所作设置并退出；“删除”将删除数值输入框中的一个数字；“确定”将保存所作设置并退出当前输入界面。（3）密码输入：装置关键操作需输入密码，以避免未经授权的用于进行非法操作。通过输入不同级别的密码登录系统，可以进行相应的操作。密码登录界面如下图：图 4-3 其中“清空”将清除密码输入框；“取消”将取消登录并退出；“确定”将依上海一德电气科技有限公司 14据所输