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通信行業諧波治理解決方案

日期:2025-05-22 12:49
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摘要:
 隨著通信技術的飛速發展,各種通信設備對不間斷電源--UPS的供電質量提出了更高的要求。但是UPS設備本身是很嚴重的諧波源,它產生的諧波一般為5次、7次和11次諧波,可造成配電線纜、變壓器發熱,降低通話質量,空氣開關誤動作等**後果,甚至會使通信中斷等。UPS在整流充電過程中所產生的諧波一方麵會影響到計算機網絡中來,造成網絡莫名其妙的停機出錯。另一方麵,這些諧波反過來又使UPS中的蓄電池中的極板加速氧化,縮短蓄電池的使用壽命,從而為生產和管理帶來很大的損失。因此需要對UPS產生的諧波進行治理,提高UPS功率因數,改善電能質量。

上海坤友電氣有限公司推出的KYXBQ諧波保護裝置可對UPS產生的諧波進行治理。KYXBQ諧波保護裝置是采用現代電力電子技術和基於高速DSP器件的數字信號處理技術製成的新型電力諧波治理專用設備。它由指令電流運算電路和補償電流發生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監視線路中的電流,並將模擬電流信號轉換為數字信號,送入高速數字信號處理器(DSP)對信號進行處理,將諧波與基波分離,並以脈寬調製(PWM)信號形式向補償電流發生電路送出驅動脈衝,驅動IGBTIPM功率模塊,生成與諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網,對諧波電流進行補償或抵消,主動消除電力諧波,從而實現對電力諧波的動態、快速、徹底治理。

KYXBQ諧波保護裝置特點:

l  可同時濾除2次到51次的諧波,高達50種諧波。

l  采用高清晰,5.7英寸中文彩色觸摸屏

l  可過濾零線中的(3次、第9..)零序諧波 (三相四線型)

l  對目標諧波, 有效濾波能力可達97.5%

l  響應時間小於100μs,對階躍變化的諧波完全補償時間小於10ms(1/2周波)

l  使用具有自適應能力的領域篩選矢量補償算法方式,可確保*佳濾波精度。

l  自適應諧波情況,自動濾除,無需設定濾波模式和選擇濾除諧波的種類。

l  能夠自動適應電網的阻抗變化。

l  可在不改變無功功率和負載平衡的情況下濾除諧波。

l  可產生無功功率, 並控製功率因數(可選)

l  可平衡各相和相之間的負載電流(可選)

l  KYXBQ諧波保護裝置不會過載。

l  KYXBQ諧波保護裝置采用Xilinx公司的Spartan3adsp FPGA進行集中控製。FPGA時鐘頻率*高可到200MHz,內部有84個硬件DSP單元,DSP並行運行,運算速率遠高於單個DSP控製方式,且通信延遲小,響應速度更快,便於采用更先進的控製算法,使KYXBQ諧波保護裝置達到更加**的濾波補償效果。

l  KYXBQ諧波保護裝置可以實現8台裝置並聯且隻使用一個FPGA集中控製,克服了多個控製器之間通信存在延遲以及可能受到乾擾的缺點,增強了KYXBQ諧波保護裝置的補償性能,提高了係統的可靠性。

l  KYXBQ諧波保護裝置采用閉環控製策略,並結合**的自適應電流平均值控製算法。由於電流平均值控製的開關頻率是恒定的,因此克服了傳統的滯環電流控製由於開關頻率變化所帶來的輸出頻譜範圍寬、濾波較困難、高頻諧波會乾擾電網等缺點 ,使KYXBQ諧波保護裝置達到了**的濾波性能。

l  設計選型簡單,不需要進行詳細的電網分析,隻需要測量諧波電流的大小。

l  實施故障記錄和事件記錄,並可查詢曆史記錄。

某通信公司機房的UPS采用KYXBQ諧波保護裝置進行諧波治理。該機房有4200KVAUPS,每兩台形成並機。安裝KYXBQ諧波保護裝置後,分彆對1UPS並機和2UPS並機進行濾波前後的測試,測試報告如下:

11UPS並機KYXBQ諧波保護裝置啟動前後

KYXBQ諧波保護裝置投入前            KYXBQ諧波保護裝置投入

KYXBQ諧波保護裝置投入前            KYXBQ諧波保護裝置投入

22UPS並機KYXBQ諧波保護裝置啟動前後

       KYXBQ諧波保護裝置投入前            KYXBQ諧波保護裝置投入

KYXBQ諧波保護裝置投入前             KYXBQ諧波保護裝置投入

3KYXBQ諧波保護裝置未工作時

電壓穩定、正常,對稱性良好,波形畸變很小,在國家標準規定的上限值5%以內,但負載電流對稱性不好,電流波形畸變嚴重,UPS1UPS2相對諧波含量分彆為68.3%、62.4%,諧波電流***分彆為123.8A122.1A1UPS負載有功功率99.7KW,視在功率140.3KVA,無功功率98.7KVAR2UPS負載有功功率109.7KW,視在功率148.8KVA,無功功率100.5KVAR。兩台功率因數都在0.7左右。電流的不平衡度較大,UPS1電流的負序為5.4%,零序為0.8%;UPS2電流的負序為6.7%,零序為0.3%,這是由於三相負載不對稱造成的。

4KYXBQ諧波保護裝置運行時

電壓穩定、正常,對稱性良好,波形畸變很小,在國家標準規定的上限值5%以內;負載電流對稱性良好,電流波形畸變很小,UPS1UPS2相對諧波含量*高相為9.3%,諧波電流***分彆為14.2A11.5A1UPS負載有功功率100.7KW,視在功率103.9KVA,無功功率25.58KVAR2UPS負載有功功率109.2KW,視在功率111.1KVA,無功功率20.2KVAR。電流的不平衡度很小,UPS1電流的負序為0.9%,零序為0.3%;UPS2電流的負序為0.9%,零序為0.4%,三相負載對稱良好;兩台功率因數都提高到0.97以上。

5)總結

從兩台UPSKYXBQ諧波保護裝置運行和停止的情況看,經過實際測試,數據和頻譜分析可以看出,電壓諧波和電流諧波得到了很好的抑製,從很大程度上改善了電能質量,有效提高了係統功率因數;消除諧波共振,降低視在功率,減少了無功功率對電力設備容量的占用,使電力設備的容量得到充分利用,降低電能損耗,使設備運行更可靠、更**。

滬公網安備 31011302004101號