ANSNP中線安防保護(hù)器

1、概述

      社會經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展推動著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)等的不斷進(jìn)步，在實(shí)際生產(chǎn)和生活中現(xiàn)代電力電子設(shè)備、變頻空調(diào)、LED屏、計(jì)算機(jī)、數(shù)字辦公設(shè)備以及通信設(shè)備等被廣泛應(yīng)用，這些設(shè)備和裝置的使用以及三相不平衡等問題的存在會導(dǎo)致中性線電流過大，容易造成中性線絕緣層老化起火從而引發(fā)火災(zāi)，存在較大的安全隱患。針對這樣的情況，我司新型的ANSNP中線安防保護(hù)器可有效消除過大的中性線電流，同時(shí)解決諧波污染嚴(yán)重、三相不平衡、功率因數(shù)低等電能質(zhì)量問題。

      中線安防保護(hù)器的基本原理為:通過電流檢測環(huán)節(jié)采集系統(tǒng)中性線上各次諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量，生成諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件輸出與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流注入中性線，實(shí)現(xiàn)消除中性線電流的目的。

      ANSNP中線安防保護(hù)器通過電流檢測環(huán)節(jié)采集系統(tǒng)中性線上各次諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入中性線，從而消除中性線中過大的電流。

2、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必要性

2.1 應(yīng)用背景

      根據(jù)近幾年的火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，電氣火災(zāi)占據(jù)所有火災(zāi)的比例非常高。2018年全年全國共統(tǒng)計(jì)火災(zāi)38.9萬起，死亡2113人，受傷1637人。電氣火災(zāi)比例高，違反電氣安裝使用規(guī)定等引發(fā)的火災(zāi)共11.6萬起，死亡745人，受傷538人，分別占總數(shù)的29.7%、35.3%和32.9%。其中電氣線路是電氣火災(zāi)中主要的起火源，所占的比例高達(dá)60%以上，是防范的重點(diǎn)（公安部消防，2010)。其中由于中性線導(dǎo)致的起火數(shù)量占有不小比例，所以治理中性線電流過大問題是非常有必要的。

電能質(zhì)量監(jiān)測與治理系統(tǒng)解決方案

1 系統(tǒng)概述

      電能質(zhì)量分析與治理系統(tǒng)主要研究供配電系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償和諧波治理問題，適用于新建、改建、擴(kuò)建和技改項(xiàng)目中工業(yè)與民用及公共建筑內(nèi)電氣設(shè)備的無功補(bǔ)償、諧波及綜合治理等，可根據(jù)不同行業(yè)類型和負(fù)載類型的電能質(zhì)量問題提供合適的設(shè)計(jì)解決方案，以達(dá)到改善供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

2 應(yīng)用場所

2.1 商業(yè)中心/辦公大樓/醫(yī)療/機(jī)場/體育館：空調(diào)、電梯、LED屏幕、可控硅調(diào)光系統(tǒng)、音響系統(tǒng)；

2.2 港口碼頭/造船/造紙/煙草/煤礦：變頻器等；

2.3 光伏/充電樁/化工/冶金：變頻器、整流器等；

2.4 學(xué)校/研究院：實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房設(shè)備、數(shù)據(jù)中心；

2.5 工廠：使用大型設(shè)備的生產(chǎn)線，高精度數(shù)控中心等；

2.6 通信/金融/醫(yī)療/商業(yè)中心：UPS、開關(guān)電源等。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

      電能質(zhì)量分析與治理系統(tǒng)由低壓側(cè)電能治理產(chǎn)品組成，主要產(chǎn)品有ANAPF有源電力濾波器、ANSVG靜止無功發(fā)生器、ANSNP中線安防保護(hù)器、ANHPD諧波保護(hù)器、ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置、ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置、ANSVG-S-A混合動態(tài)消諧補(bǔ)償裝置、ANSVG-S-G智慧型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置等。

電能質(zhì)量分析與治理系統(tǒng)圖

4 產(chǎn)選型品

4.1 諧波治理產(chǎn)品選型

4.2 無功補(bǔ)償產(chǎn)品快速選型

5 產(chǎn)品功能

5.1 ANAPF有源電力濾波器

      ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在電網(wǎng)上，負(fù)載電流通過電流互感器采集到ANAPF的控制系統(tǒng)中，通過實(shí)時(shí)檢測電路將負(fù)載電流中的諧波分量和基波無功分量分離出來，經(jīng)控制系統(tǒng)快速運(yùn)算，采用PWM控制IGBT的觸發(fā)。通過由大容量IGBT管組成的三相變流器向系統(tǒng)注入補(bǔ)償電流，該補(bǔ)償電流與負(fù)荷電流中的諧波電流大小相等，方向相反，互相抵消，實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能，保證流入電網(wǎng)電流是正弦波。

5.2 ANSNP中線安防保護(hù)器

      ANSNP中線安防保護(hù)器通過電流檢測環(huán)節(jié)采集系統(tǒng)中性線上各次諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入中性線，從而消除中性線中過大的電流。

5.3 ANSVG靜止無功發(fā)生器

      ANSVG靜止無功發(fā)生器是一種用于補(bǔ)償無功以及不平衡的新型電力電子裝置，它能對大小變化的無功以及負(fù)序進(jìn)行快速和連續(xù)的補(bǔ)償，其應(yīng)用可克服LC補(bǔ)償器等傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點(diǎn)。

5.4 ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置

5.4.1 分立元件方案

      ANSVC 低壓無功功率補(bǔ)償裝置適用于頻率 50Hz 電壓 0.4kV 電網(wǎng)的無功功率自動補(bǔ)償；它集無功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測于一體，不但可以通過投切電容器組來補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗，提高功率因數(shù)，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量；同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。

5.4.2 智能電容方案

      AZC系列智能電力電容補(bǔ)償裝置是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。AZC由智能測控單元，投切開關(guān)，線路保護(hù)單元，低壓電力電容器等構(gòu)成，AZCL在AZC的基礎(chǔ)上添加了電抗器，電抗率可選7%/14%，用于主要諧波為5次及以上/3次、5次及以上的電氣環(huán)境。改變了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式。具有補(bǔ)償效果更好，體積更小，功耗更低，價(jià)格更廉，節(jié)約成本更多，使用更加靈活，維護(hù)更方便，使用壽命更長，可靠性更高等特點(diǎn)。

5.5 ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置

      ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置在補(bǔ)償無功的同時(shí)可兼治理系統(tǒng)的諧波，該設(shè)備以并聯(lián)方式接入配電系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的電流分量，通過控制計(jì)算及邏輯變化，計(jì)算出系統(tǒng)所需的無功分量及諧波分量，然后通過三相全橋換流電路實(shí)時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的無功與諧波電流注入到配電系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能補(bǔ)償，兼諧波治理。

5.6 ANSVG-S-A系列混合動態(tài)消諧補(bǔ)償裝置

      ANSVG-S-A系列混合動態(tài)消諧補(bǔ)償裝置應(yīng)用新技術(shù)，以SVC的經(jīng)濟(jì)性和APF濾波的性等特點(diǎn)為基礎(chǔ)，將兩者技術(shù)相結(jié)合，提高傳統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)，在降低成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)諧波治理與無功補(bǔ)償。

5.7 ANSVG-S-G智慧型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置

      ANSVG-S-G智慧型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置是一種用于補(bǔ)償無功，提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償效果的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動根據(jù)系統(tǒng)的線性動態(tài)需求，自動調(diào)節(jié)有源及無源模塊的輸出配比；ANSVG-S-G整機(jī)主要是由ANSVG-S-G模塊、無源補(bǔ)償電容器（TSC）、液晶顯示器組成。

6 產(chǎn)品應(yīng)用案例

6.1 概述

      某工廠負(fù)載為空壓機(jī)、注塑機(jī)一類的變頻設(shè)備，是典型的諧波發(fā)生源，客戶要求針對諧波電流進(jìn)行治理，改造前/后實(shí)測數(shù)據(jù)如下：

治理前數(shù)據(jù)截圖

治理后數(shù)據(jù)截圖

現(xiàn)場安裝圖

6.2 測量前/后數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

6.3  測量前/后數(shù)據(jù)分析

      從治理前后的測量數(shù)據(jù)電流波形對比圖中，我們可以較為直觀的看出諧波治理后的電流波形更加平滑，更加趨近于正弦波形。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，諧波電流主要以5、7、11次為主，治理前的5、7、11次諧波電流均超出國標(biāo)限值（5次62A、7次44A、11次28A），經(jīng)過容量200A的ANAPF有源濾波器治理后均降到了限值以下，滿足國標(biāo)對于各次諧波電流值的要求；治理后諧波電流畸變率（以A相為例）由治理前的32.39%降到了10.42%；治理后諧波電壓畸變率（以A相為例）由治理前的5.4%降到了2.97%，滿足國標(biāo)限值電壓畸變率≤5%的要求，各項(xiàng)指標(biāo)*符合標(biāo)準(zhǔn)，諧波治理效果明顯。

7 典型案例

青島國際機(jī)場  武漢軍運(yùn)會體育中心

贊比亞城市安全中心  滬通鐵路

哈爾濱某醫(yī)院松北院區(qū)  棋山隧道配電

中國郵政速遞物流  安徽某生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園

華電淄博華星項(xiàng)目  北湖輕軌

方莊未來水廠  利時(shí)廣場

杭州火車南站  達(dá)州西客站充電站

高淳人民醫(yī)院  上海張江高科產(chǎn)業(yè)園

深圳某污水處理廠  蘭州大學(xué)