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華天電能質(zhì)量優(yōu)化裝置HTSPO
華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置是山大華天用于提升配電臺區(qū)電能質(zhì)量的新型電力電子裝置。在補償三相不平衡、無功功率、諧波、電壓跌落等方面性能卓越。

 

    HTSPO介紹

 

 

    華天智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置HTSPO是山大華天用于提升配電臺區(qū)電能質(zhì)量的新型電力電子裝置。該裝置內(nèi)置無功發(fā)生器(SVG),采用智能算法進行控制,可有效補償三相負荷不平衡,并具有快速連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率、有源濾波(對特征次諧波有良好的濾除作用)等功能。在補償三相不平衡、無功功率、諧波、電壓跌落等方面表現(xiàn)出色。

 

 

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置

 

 

 

    主要功能

 

 

   · 解決配網(wǎng)三相不平衡問題,保證流入電網(wǎng)的三相電流平衡,提升變壓器輸出容量。

 

   · 補償無功功率,提高功率因數(shù),有效提升變壓器利用率。

 

   · 補償諧波,有效濾除負載3、5、7、11等特征次諧波,在補償三相不平衡、補償無功功率的同時對特征次諧波有良好的濾除作用。

 

   · 穩(wěn)定受電端電壓,加強系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性,有效解決配網(wǎng)末端電壓低問題。

 

   · 抑制電壓波動和閃變,改善用電環(huán)境。

 

   · 有效抑制裝置中有源支路及無源支路與系統(tǒng)的諧振,增強設(shè)備可靠性。

 

 

 

    產(chǎn)品特點

 

 

   · 多種運行模式,適合各種場景。華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置具有無功優(yōu)先、不平衡優(yōu)先、諧波優(yōu)先、電壓優(yōu)先、只補無功、只補不平衡、只濾諧波、只補電壓8種工作模式可供選擇。在無功優(yōu)先、不平衡優(yōu)先、諧波優(yōu)先、電壓優(yōu)先四種模式下,任一種補償模式均可兼容另外三種方式。

 

   · 采用SVG的控制器統(tǒng)一控制電容器的投切,既能減少體積又方便協(xié)調(diào)控制。

 

   · 采用SVG模塊的風(fēng)機通過風(fēng)道進行散熱,無需再額外安裝柜體散熱風(fēng)機。

 

   · 采用全數(shù)字化、智能化控制,中英雙語液晶顯示。

 

   · 具有過壓、欠壓、過流、過熱、過補償?shù)缺Wo功能。

 

   · 具有故障自診斷功能、歷史事件記錄功能。

 

   · 具有無線通信功能,方便查看設(shè)備運行狀況。遠距離通信時可配置GPRS模塊連接網(wǎng)絡(luò),可在客戶端查看數(shù)據(jù);近距離通訊時可配置WIFI無線通信,可在具有WIFI功能的終端設(shè)備(如手機)查看數(shù)據(jù)。

 

 

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置通訊方式

 

遠距離無線通信采用GPRS方式

 

 

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置通訊方式2

 

近距離≤10m 無線通信采用WIFI方式

 

 

 

    工作原理

 

    三相不平衡補償原理

 

控制器通過電流傳感器實時檢測系統(tǒng)電流,并分析判斷系統(tǒng)是否處于不平衡狀態(tài),同時計算達到平衡狀態(tài)時所需要的補償電流,并控制逆變器產(chǎn)生電流,使電流從大的相轉(zhuǎn)移到小的相,最終使三相電流達到平衡狀態(tài)。

 

 

華天HTSPO 智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置三相不平衡補償原理

 

配電網(wǎng)中一方面存在著三相不平衡負載,典型的如電力機車牽引負荷和交流電弧爐等;另一方面由于用戶負載的三相用電不均衡造成的。不平衡電流會造成個別相電流過載而導(dǎo)致變壓器損壞或利用率低、中線電流大的風(fēng)險。華天HTSPO能夠快速地補償由于負載不平衡所產(chǎn)生的負序電流,始終保證流入電網(wǎng)的三相電流平衡,提高供電電能質(zhì)量。

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置三相不平衡補償效果

補償前源測電流                    補償后源測電流

補償前三相電流不平衡,補償后三相電流趨于平衡)

 

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置三相不平衡補償效果對比

補償前不平衡度                    補償后不平衡度

電流不平衡度由13%補償?shù)?/span>0.7%

 

 

    電壓支撐原理

 

當(dāng)負荷側(cè)電壓某相正常另兩相偏高或偏低時,對偏低的相采用補償容性電流的方法來降低線路阻抗引起的壓降,達到提升負荷側(cè)電壓的目的;對偏高的相采用補償感性電流的方法來增大線路阻抗引起的壓降,達到降低負荷側(cè)電壓的目的。


華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置電壓支撐原理1

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置電壓支撐原理1

 

當(dāng)負荷側(cè)電壓三相普遍偏低時,采用電容補償加SVG補償?shù)姆椒▉斫档途€路阻抗帶來的壓降,達到提升負荷側(cè)電壓的目的。

 

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置電壓支撐原理2

 


    無功補償原理

 

控制器通過控制電容器的投切及SVG的容性電流的輸出來實現(xiàn)對感性負載的補償,SVG支路容量范圍內(nèi)可以實現(xiàn)快速無功補償。

 

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置對感性負載補償

 

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置無功補償原理1:對感性負載補償

 

 

控制器通過控制SVG的感性電流的輸出來實現(xiàn)對容性負載的補償。

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置對容性負載補償

 

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置無功補償原理2:對容性負載補償


 

對快速變化的無功負荷進行補償:

 

控制器一方面控制晶閘管快速投切電容器組實現(xiàn)大容量的無功補償,另一方面控制SVG產(chǎn)生精細的無功功率,實現(xiàn)無功功率的快速連續(xù)調(diào)節(jié)。晶閘管投切電容器可以實現(xiàn)無涌流、快速投切,和SVG配合后整機的響應(yīng)時間可以達到20ms,在整機容量內(nèi)可對快速變化的無功負荷進行有效補償。

 

 

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置對快速變化的無功負荷補償

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置對快速變化的無功負荷進行補償?shù)脑?/span>

 

 

 HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置無功功率連續(xù)補償原理:

 

 

普通電容補償由于最小支路容量的限制只能進行階梯補償,存在補償誤差,會產(chǎn)生無功累積,在負荷小時也會造成功率因數(shù)過低的問題。華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置控制器一方面控制接觸器(晶閘管)對電容器組進行投切實現(xiàn)大容量的無功補償,另一方面控制SVG產(chǎn)生精細的無功功率,在SVG容量為最小電容支路容量一半的情況下可實現(xiàn)整機有效容量內(nèi)無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié),達到功率因數(shù)為1的補償效果。

 

比如補償裝置有兩組電容,補償容量分別為20kvar40 kvar,若系統(tǒng)需要補償容量為36kvar,則普通補償裝置只能輸出20kvar還剩余16kvar,而HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置則會控制一組電容40kvar投入,同時會控制SVG產(chǎn)生4kvar感性(按最小損耗自動控制輸出),這樣補償后系統(tǒng)就沒有剩余無功功率了,達到了完全補償?shù)男Ч?/span>

 

 

 

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置與普通電容投切補償效果對比

 

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置與普通電容投切補償效果對比圖

 

 

 

    有源濾波原理

 

    華天HTSPO裝置內(nèi)置的SVG可以開啟30%濾波容量,實現(xiàn)有源濾波功能。SVG由控制器和補償電流發(fā)生電路組成??刂破鲗崟r監(jiān)視負載電流,并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,送入內(nèi)部的高速數(shù)字信號處理器(DSP)對信號進行處理將基波無功電流和諧波電流提取,得到指令電流,并通過電流跟蹤控制電路和驅(qū)動電路,以脈寬調(diào)制(PWM)信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖,驅(qū)動IGBT功率模塊,生成反向等值補償電流注入電網(wǎng),從而實現(xiàn)對負載無功電流和諧波電流的動態(tài)、快速徹底治理。

 

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置有源濾波原理 

 

HTSPO諧波補償能有效濾除負載5、7、11等特征次諧波,在補償功率因數(shù)、三相不平衡的同時對特征次諧波有良好的濾除作用,補償前后濾波效果對比見下圖:

 

 

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置補償濾波對比

 

補償前5次諧波電流15.8A畸變率14.8% ,補償后5次諧波電流3A畸變率2.9%

 

 

        抑制電壓波動和閃變原理

 

電壓波動和閃變主要是負荷的急劇變化引起的。負荷的急劇變化會導(dǎo)致電流的劇烈波動,從而引起受電端電網(wǎng)電壓閃變。引起電壓閃變的典型負荷有電弧爐、軋鋼機、電力機車等。HTSPO裝置中內(nèi)置的SVG能夠快速地提供變化的無功電流,以補償負荷變化引起的電壓波動和閃變現(xiàn)象。目前,抑制電壓波動和閃變的最佳設(shè)備是SVG。

 

 

    諧振抑制原理

 

普通的有源濾波器易與系統(tǒng)中的純電容器諧振且電容器補償也存在諧振風(fēng)險,這就需要裝置具有諧振抑制功能,華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置采用特有的諧振抑制發(fā)明專利,能有效抑制電容支路的諧波放大,提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

 

 

   手機監(jiān)控界面

 

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置云監(jiān)控系統(tǒng)

 

 

HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置手機監(jiān)控

   

 

 

   后臺監(jiān)控界面

 

 

華天智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置HTSPO

 

 

 

    技術(shù)參數(shù)

 

 

華天HTSPO智能電能質(zhì)量優(yōu)化裝置

 

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