RESINE有源滤波器

Resine有源滤波器
RESINE有源滤波器能够通过监测电路中的谐波，然后产生一个与该谐波大小一样方向相反的谐波与之进行抵消，达到消除谐波的目的。相比无源滤波器，RESINE有源滤波器消除谐波更加彻底，且更加安全可靠。
应用背景
今日世界，电能源是一切工商业和生活设施的第一驱动力。随着用电设备大量采用二次电源技术，非线性负载大量增加，伴随产生了大量的电能质量问题。影响电能质量的因素包括电压突变和谐波畸变，比较普遍和主要的因素是电能谐波畸变。电磁设备、电力电子装置等非线性负载和供电设备都产生程度不一的谐波污染。
到2012年，消除谐波影响的技术产品包括：传统采用L-C 谐振技术的无源滤波器和采用数字电力电子技术的有源滤波器。RESINE APC 全功能有源谐波滤波器处于国际领先水平。适用于单相和三相三线、三相四线配电系统，采用OCDI技术清除用电电路中2~51 次电能谐波危害。
RESINE APC 全功能有源谐波滤波器完全遵循有关谐波的国际、国内标准：
· IEC 1000-3-4
· IEEE 519-1992
· UK: ER G5/3
· GB/T 14549
谐波的主要危害
电能谐波对配电网络和各类用电负荷设备的影响及危害主要表现在多个方面，如图《谐波危害》：
谐波危害
技术支持中心
Resine有源滤波器技术支持中心
技术支持中心简介：Resine APC有源滤波器中国区域技术支持中心/中国区域独家代理：HIETECH技术中心。RESINE APC有源滤波器中国技术支持中心，配置了多台专业电能质量分析仪，包括美国FLUKE高级电能质量分析仪FLUKE434,日本HOIKI3196,瑞士C&G公司PQA7000等，同时组建了拥有多名电力专业本科以上学历的测试工程师队伍。为行业客户提供电能 质量现场检测服务，截至2012年，RESINE APC中国技术支持中心已接待并培训了近150名国内用户单位设备维护工程师或技师。
Resine APC有源滤波器总部：美国APS公司
工作原理
有源滤波器工作原理示意图
RESINE APC有源滤波装置采用世界领先的主动控制动态谐波注入（OCDI）技术，通过检测负载回路中电流波形获取负载电流谐波信号，采用先进数字信号技术分析处理谐波信号，再经由智能IGBT控制技术，将反向谐波电流注入负载配电系统中，实现对2~51次谐波的完全消除。有源滤波器工作原理如图《有源滤波器工作原理示意图》F2所示，图中表示了系统电流、负载谐波源畸变波形和有源滤波器产生的反向谐波电流波形。
功能构成
RESINE APC 有源滤波装置采行模块化结构，其主要原理结构如图《RESINE有源滤波器主要部件框图》F3所示，包括：电源接入断路器和高速熔断保护；
RESINE有源滤波器主要部件框图
·EMF涟波滤波模块；·SCM柔性启动开关；
·TPA模组；
·ICM智能反向谐波电流发生模块；
·DCB模块；
此外还包括信号采集电流互感器、功能操作面板和可选配的电能质量监测功能单元。可进行远程控制管理，实现多台有源滤波器的联合集群控制，以及与电能质量监控系统和智能配电管理系统的数据通讯。
选型与工作方式
RESINE滤波器的型号所标明的技术指标包括；所接入系统接线类别、系统额定频率、系统额定电压、额定谐波电流容量、安装方式、面板附件选择、滤波功能适应类别（包括滤波频谱和响应时间）等。
型号选择表RESINE APC有源滤波器选择参数如表《RESINE型号选择表》，以下举例说明。
表3：RESINE型号选择表
RESINE型号选择表
容量计算举例 某金融机构数据中心机房，新配置1台200KVAUPS系统，满载输入电流350A@380VAC, THDI为
30%@380VAC.则计算可得：
· 基波电流I1为：I1=IR/(1+THDI2)1/2 = 350/(1+0.32)1/2 = 335安培，
· 总谐波电流为：IH=THDI* I1 = 0.3*335 = 100.6安培。
因此，考虑系统允许谐波电流限制值之后，选择用于数据中心UPS的有源滤波装置的容量为100安培；考虑到电信数据中心的电源可靠性和电能质量要求，结合考虑电信配电系统允许谐波水平，选择滤波功能使用类别为精密应用级，滤波频谱宽度达到2~51次谐波，响应时间1毫秒。最后的设计选定型号如下：
RS-TM-X-B-100-L-SM-S4-EX其中，滤波系统工作于400V的50Hz交流配电系统；额定每相总谐波电流消除容量为
100A；滤波系统装置的安装方式为与标准配电柜并柜的直立落地式；选择适应精密通讯数据要求的高精度滤波装置，滤波频谱达到2~51次宽频谱。
RESINE型号选择与工作方式
电流互感器RESINE APC有源滤波器出厂配置的高精度电流互感器标配规格为：2000:1，其二次电流额定值为1安培。一般情况下，也可采用用户配置的标准精度电流互感器，但是需要用户在订货时申明参数规格。对于不停电装设滤波器的场合，RESINE APC有源滤波系统提供开口式电流互感器选择。有源滤波器工作模式RESINE APC有源滤波器具备完全滤波、滤波+无功补偿、完全无功补偿三种工作模式，可以在现场经由RST PROTM软件设定，也可以进行远程通讯设定。
RESINE有源滤波器具有毫秒级速响应性，同时具有可编程设定的自适应调节瞬时无功电流注入能力，通过及时注入动态补偿电流能减轻电压骤降的影响，并提供瞬时对电磁暂态过程所需无功电流的补偿。无功补偿功能调节范围可设定在功率因数为-1.0~+1.0之间任意值，以便根据需要实现输出容性无功功率或感性无功功率或感性。通讯功能RESINE APC有源滤波器具有RS485、CAN总线、USB和以太网等可选择通讯接口，支持TCP/IP和
MODBUS通讯协议；支持远程通讯设定和谐波监视；支持IE数据浏览，提供干接点监控端子排，包括有源滤波器装置是否工作、是否故障等干接点信号。有源滤波器在系统中配置位置选择RESINE APC有源滤波器可以有多种配置方式，安装位置的选择直接关系到所选择的RESINE滤波器的容量和型号要求。
几种典型安装位置
变压器低压侧母线集中滤波；
对负载设备就地分散滤波；
二次配电屏集中滤波。
现场安装时RESINE通常应独立安装，通过电缆连接至接入点。有源滤波器容量扩展 随负荷增长的谐波影响，可通过增加并联RESINE单元扩充滤波容量的方式解决。
RESINE有源滤波器可以通过在柜内增加有源滤波功能模块RSTM_P形式实现灵活的容量扩充，在一定范围内不需要增加新的安装柜体。滤波器设计容量选择提示RESINE有源滤波器的型号选择很方便，相对于无源滤波器设计时大量繁杂的现场测量和后续复杂的分析与仿真计算，RESINE有源滤波器由于原理上采用了先进的自适应数字控制技术和智能电力电子科技，工作时并不依靠进行阻抗调整的谐振效应，因此无须进行事先的测量分析，也完全不用担心以后电路中的电容参数变化和谐振。
有源滤波器容量选择主要根据所接负载额定工作容量对应谐波电流容量进行。虽然具体负荷设备的特征谐波差异性和容量各有不同，但基本可以归结为几大类型。设计时可分类统计不同谐波源负载的容量和主要谐波源负载容量，通过典型谐波畸变率计算谐波电流统计值，计算近似的谐波电流容量，得到符合工程实际需要的滤波器设计选择容量。实际设计中，还要考虑主要谐波源负载设备的分布、实际运行特点等，以此优化滤波器的配置，从而得到符合项目实际需要的最优滤波配置方案。具体设计时可参考有关标准和典型设计。
RESINE技术参数
RESINE有源滤波器包括一体化结构和标准组合模块结构两类，能够适应不同应用场合的需要，方便根据需要进行选择。
对于标准模块结构，推荐采用标准柜体架构，根据不同容量，单个标准柜体（高*宽*深）有950*440*500毫米,2200*600*800毫米和2200*800*1000毫米三种规格，可根据客户特殊需要配置柜体。
表4：RESINE技术参数表
RESINE有源滤波器技术参数表
电气接线图
RESINE APC滤波器的基本接线原理图见《RESINE有源滤波器电气接线图》F5，它并联在三相交流供配电系统的三个相线上，通过低压断路器与负载配电系统连接。
滤波器电流控制信号采集电流互感器一般推荐安装在靠近负载侧（即滤波器系统接入点的负载侧），在条件不允许安装在负载侧时，也可以安装在滤波器接入点的系统侧，则这时需要在滤波器调试时进行相应设置。
对三相三线系统配置两相电流互感器，对三相四线系统配置三相电流互感器。电流互感器二次电流信号采用屏蔽双绞线电缆传送。
RESINE有源滤波器电气接线图
架构与安装方式
安装配置方式 根据谐波源设备的分布情况，RESINE的安装可选择集中安装和靠近谐波源设备的分散就地安装两种方式。
一般集中安装时，容量集中，选择大容量的落地柜式结构，可选择与低压配电柜并柜安装，柜体结构可根
据低压柜要求选择尺寸，如图 F6《RESINE集中安装方式》。
分散安装一般容量较小，选择挂墙式结构或小型落地柜结构，就近安装在谐波源设备的进线开关附近。如
图 F7《RESINE有源滤波器安装示意图》。RESINE有源滤波器安装示意图
设备结构RESINE APC有源滤波器包括一体化结构和标准组合模块结构两类，能够根据需要进行选择。常规情形下根据消除谐波电流容量大小分为：小型可挂墙安装的箱体形式和标准落地柜式（2米左右高度）结构两种外观类型。
图F8
RESINE APC有源滤波器根据其功能要求，包括了信号检测、分析、控制电路模块和主回路电气功能部件与模块等不同部分。图F8图示了RESINE柜体的有关信号检测与驱动控制电路、简易人机界面的标准操作面及DC母线储能电容等部件情况。
图F9 RESINE有源滤波器现场安装2
现场安装方式RESINE现场安装分为挂墙式和落地式两种方式，周围的空间距离如图F9所示。
效果评估
初始调试与开通 由于有源滤波器是精密电力电子设备，必须在合格的调试工程师指导下进行有源滤波设备安装和设备初始投运设置，请使用专业电能质量分析仪器进行电路测试和参数检测，在进行了全面测试后开通设备。在滤波器投入运行后应进行必要的年度检测，确保滤波设备正常运行。滤波效果评估RESINE APC有源滤波器的谐波消除能力可采用一般谐波抑制比H.A.R.(HARMONIC ATTENUATION RATIO)表示，如图F10所示：HAR= Ilh/ Ish对于有源滤波器的容量选择和投运后对系统的改善应参照相应电能质量标准进行评估。在配置了足够量的有源滤波装置后，有源滤波器进行初始化调试开通后实际运行的H.A.R.应大于10，范围可达10~30。图F11表现了RESINE APC有源滤波器在接入系统中投入运行前后，在接入点测量的系统电流电压波形和各次谐波畸变率变化情况。
RESINE有源滤波器效果评估
典型应用
RESINE APC有源滤波设备已广泛应用于Satons、建筑、制造工业、轨道交通、油气开采、电信、机场、港口、大型物流设施以及数据中心等众多行业场合，适用主要谐波源负载设备包括变频驱动系统、UPS电源系统、整流驱动系统和电源系统、可控硅调压系统、电力电子照明系统、可控硅整流焊接系统设备以及数据设备等。包括以下典型应用场景：RESINE有源滤波器典型应用
关系网
公司名称
深圳市海亿达能源科技股份有限公司
公司产品
系统级产品	全时能效管控系统	IPDS智能配电系统	末端负载能效管控系统
电能质量监测改善系统	中央空调能效管控系统
硬件级产品	智能测控设备系类	IM系列电力智能监测仪表	SM系列电力智能监测仪表	P系列电力智能测控仪表
E系列能效管控仪表	EFM系列中央空调驱动柜
智能测控设备硬件	PM60电力智能监测仪表	PSM60电力智能监测仪表	PCM60电力智能测控仪表
EFM96能效管控仪表	EFM1500能效管控仪表	EFM1600能效管控仪表
EFM1930能效管控仪表	EFM9000能效管控仪表	……
电能质量改善设备	RESINE有源滤波器	有源动态无功谐波调节器
网络通讯设备	HYD4口通讯管理机	HYD16口通讯管理机
公司技术
过程能耗管控系统技术
典型案例
南方中集能效管控系统	上海虹桥交通枢纽能效管控系统
京沪高铁能效管控系统	……