有源濾波裝置

1、4、有源濾波裝置 4.1 采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 設(shè)備的制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收除了滿足本用戶需求書的要求外，還應(yīng)符合如下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范： 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范GB50157-2003 城市軌道交通技術(shù)規(guī)范GB50490-2009 低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備GB7251.1-2005 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分：總則GB/T14048.1-2006 低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第一部分：原理、要求和試驗(yàn)GB/T16935.1-2008 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第3部分：開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器GB

2、14048.3-2008 半導(dǎo)體變流器基本要求的規(guī)定GB/T3859.1-93 半導(dǎo)體變流器  GB 17950-2000   半導(dǎo)體變流器  IEC60146        標(biāo)稱電壓1kV及以下交流電力系統(tǒng)用非自愈式并聯(lián)電容器 第1部分：總則性能、試驗(yàn)和定額安全要求 安裝和運(yùn)行導(dǎo)則GB/T 17886.1-1999 電力電容器 低壓功率因數(shù)補(bǔ)償裝置GB/T 

3、;22582-2008 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50052-2009 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB50054-95 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ16-2008 低壓用戶電氣裝置規(guī)程DGJ08-100-2003 受諧波影響的工業(yè)交流電網(wǎng)、過濾器和并聯(lián)電容器的應(yīng)用IEC 61642 電磁兼容(EMC).第2部分：環(huán)境第4分部分：工廠低頻傳導(dǎo)騷擾兼容水平 IEC 61000-2-4 電磁兼容(EMC)第4部分：試驗(yàn)和測量技術(shù)第7分部分：供電系統(tǒng)及所連設(shè)備諧波和諧間波和測量和測量儀器導(dǎo)則 IEC 

4、;61000-4-7 電能質(zhì)量  供電電壓偏差GB/T12325-2008  電能質(zhì)量  電壓波動和閃變GB/T12326-2008 電能質(zhì)量  公用電網(wǎng)諧波GB/T14549-93  電能質(zhì)量  三相電壓不平衡GB/T15543-2008  電能質(zhì)量  電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T15945-2008  電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值(設(shè)備每相輸入電流16A)GB/17625.

5、1-2003 電磁兼容 限值 對每相額定電流16A且無條件接入的設(shè)備在公用低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓變化、電壓波動和閃爍的限制GB17625.2-2007 電磁兼容 限值 對額定電流大于16A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓波動和閃爍的限制GB/Z 17625.3-2000  電磁兼容 限值 對額定電流大于16A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諧波電流的限制GB/Z 17625.6-2003 外殼防護(hù)等級（IP代碼）GB4208-2008 所采用的標(biāo)準(zhǔn)均應(yīng)為合同

6、執(zhí)行時的最新有效版本。若投標(biāo)人采用除上述之外的其它被承認(rèn)的相關(guān)國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)明確提出并提供相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)印件，經(jīng)招標(biāo)人批準(zhǔn)后方可采用。 4.2 主要技術(shù)參數(shù) 4.2.1 系統(tǒng)參數(shù) 0.4kV低壓配電系統(tǒng)采用三相四線制，接地保護(hù)系統(tǒng)采用TN-S方式。 配電方式：TN-S母線（獨(dú)立的N線和PE線） 系統(tǒng)母線電壓：AC 0.4/0.23kV 系統(tǒng)額定電壓：AC 0.38/0.22kV 額定頻率：50Hz 0.4kV系統(tǒng)接地方式：中性點(diǎn)直接接地 4.2.2 設(shè)備技

7、術(shù)參數(shù) 工作電壓：AC380士15%； 工作頻率：50HZ； 額定容量：見供貨數(shù)量； 過載能力120%（10ms）； 有源濾波器適用于三相四線TN-S系統(tǒng)，在濾出相線諧波電流的同時濾出中性線內(nèi)的諧波電流，中性線濾波能力3倍于相線電流。 開關(guān)頻率：20kHz(平均)； 全響應(yīng)時間：20ms； 功率損耗：滿載時額定容量3%； 噪音：60dB； 濾波效果：在滿負(fù)荷工作情況下，電壓畸變率2%，電流畸變率3%； 濾波器應(yīng)能方便地通過并聯(lián)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容； MTBF(平均無故障時間)10萬小時；

8、 防護(hù)等級：IP21。 4.3 技術(shù)性能及要求 低壓有源濾波裝置為封閉式戶內(nèi)成套設(shè)備，其功能為用于動態(tài)抑制諧波，同時可進(jìn)行無功補(bǔ)償，它能對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償。為保證地鐵供電系統(tǒng)安全有效的運(yùn)行，要求低壓有源濾波裝置滿足地鐵環(huán)境條件、技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)工藝成熟可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝和維護(hù)。 本工程低壓電力有源濾波裝置采用并聯(lián)型三相四線制有源濾波器。有源濾波器系統(tǒng)主要由以下幾部分組成，包括主回路、指令電流運(yùn)算電路、驅(qū)動電路、電流跟蹤控制電路、電源系統(tǒng)等。 4.3.1 總體要求 1）采用的IGBT能

9、自動根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化和負(fù)載的波動調(diào)整輸出，以抵消電網(wǎng)中的諧波， IGBT要求具有國內(nèi)地鐵運(yùn)營業(yè)績的產(chǎn)品，品質(zhì)及性能等同或優(yōu)于類似英飛凌、semikon、dynex、日本三菱等品牌的產(chǎn)品。 2）有源濾波器應(yīng)不受電網(wǎng)阻抗和系統(tǒng)阻抗變化的影響，不能發(fā)生諧振。 3）能濾除250次各次諧波，并可同時濾除不少于15種諧波，可根據(jù)需要設(shè)定需要濾波的諧波次段和濾除諧波的目標(biāo)值。 4）內(nèi)置無功補(bǔ)償功能，該功能的投入使用應(yīng)可進(jìn)行設(shè)定。 5）可同時進(jìn)行濾波和無功補(bǔ)償。 6）濾波器在濾波的同時必須避免過補(bǔ)償，即有源濾波器可以做到只濾波而不產(chǎn)生無功功率，

10、完全避免過補(bǔ)償，也可以通過設(shè)定目標(biāo)功率因數(shù)，將濾波后剩余的能量用于無功補(bǔ)償。 7）有源濾波器應(yīng)具備完整的保護(hù)裝置，包括過載、過電流、短路等。以及具備系統(tǒng)自診斷功能。 8）三相負(fù)荷電流不平衡時，有源濾波器可正常補(bǔ)償并消除負(fù)荷不平衡現(xiàn)象，中性線濾波能力應(yīng)為相線的三倍。 9）具有緩啟動控制回路，以避免啟動瞬間過大的突入電流，并限制該電流在額定范圍之間。 10）當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載的諧波量大于濾波器補(bǔ)償能力時，濾波器仍應(yīng)根據(jù)本體容量輸出額定電流，繼續(xù)有效濾波，不發(fā)生超載或?qū)е略O(shè)備損壞而退出運(yùn)行。 12）應(yīng)滿足軌道交通供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能的需要，具有遠(yuǎn)程通信接

11、口用于接入監(jiān)控系統(tǒng)。 13）有源濾波器應(yīng)具有液晶顯示器和操作鍵的人機(jī)界面，可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)改變、信息查看等操作，并能顯示運(yùn)行狀況、測量數(shù)據(jù)、故障報(bào)警等信息。 14）有源濾波器自生輸出的高頻紋波，通過內(nèi)置的濾波回路，進(jìn)行濾除，諧波電流輸出<2%； 15）有源濾波器推薦采用自冷，并預(yù)留風(fēng)扇散熱的條件。如需要采用風(fēng)扇散熱，風(fēng)扇需內(nèi)置風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降或故障時，自動切斷輸出及報(bào)警。有源濾波器自身還有溫度監(jiān)測和降容運(yùn)行功能，當(dāng)溫度監(jiān)測發(fā)現(xiàn)功率器件過熱時，有源濾波器輸出自動降容，若溫度繼續(xù)升高，則自動切斷輸出，同時報(bào)警。不接受采用水冷散熱的方式。風(fēng)扇MTB

12、F為：>35,000小時。 16）有源濾波裝置測量用CT應(yīng)設(shè)置在負(fù)載側(cè)，精度不低于0.5級。 17）有源濾波裝置宜具有投入前后諧波含量對比功能。 18）針對低壓負(fù)荷，按照先濾波后補(bǔ)償?shù)脑瓌t，廠家應(yīng)提供具體方案，供招標(biāo)人確認(rèn)。 4.3.2 主回路 主回路主要由斷路器、PWM變流器、電解電容、濾波電容和電抗器、避雷器等組成。主回路PWM變流器采用三相全控橋電壓型變流器，PWM變流器采用雙重化配置，兩組相同PWM變流器并列運(yùn)行。 斷路器采用與0.4kV低壓開關(guān)柜內(nèi)斷路器同品牌、同系列產(chǎn)品，具體參數(shù)在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)時確定。 

13、;電容MTBF為：>100,000小時，要求具有國內(nèi)地鐵運(yùn)營業(yè)績的產(chǎn)品，品質(zhì)及性能等同或優(yōu)于類似BHC、EPCOS、日立等品牌的產(chǎn)品。 PWM變流器應(yīng)具有過載、過壓、過熱、缺相、短路等保護(hù)功能，并能自動切除。 投標(biāo)人應(yīng)提供有源濾波器主要元器件技術(shù)性能指標(biāo)或參數(shù)。 4.3.3 驅(qū)動電路 驅(qū)動電路由電源部分、驅(qū)動部分、保護(hù)部分組成。電源部分用來提供驅(qū)動模塊正常工作時電源；驅(qū)動部分主要包括驅(qū)動模塊；保護(hù)部分具有檢測PWM變流器的電流和溫度信號，通過無源接點(diǎn)或通信口輸出。 4.3.4 有源濾波器的控制 有源濾波器的控

14、制系統(tǒng)包括指令電流運(yùn)算電路和電流跟蹤控制電路。指令電流運(yùn)算電路主要作用是對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，得出指令信號。 對有源濾波器進(jìn)行控制管理，包括：對濾波參數(shù)進(jìn)行編程、同時濾除多種諧波的選定、不同功能的優(yōu)先次序設(shè)定、無功補(bǔ)償?shù)墓β室驍?shù)設(shè)定、相平衡、零無功功率濾波。 4.3.5 輔助電源 輔助電源主要功能是將輸入的AC220V或DC110V電源轉(zhuǎn)換為有源濾波器自身需要的控制電源。一般由進(jìn)線變壓器、交流濾波器、開關(guān)電源、電源板和防雷元件等組成。 4.3.6 繼電保護(hù)配置及測量 進(jìn)線采用斷路器，且在主回路配置熔斷器，實(shí)現(xiàn)裝置內(nèi)的過載

15、、過電流、短路保護(hù)。 裝置內(nèi)具有過載、過壓、過熱、缺相、短路、控制電壓欠壓等保護(hù)功能及外部輸出警報(bào)、跳閘端口。 裝置內(nèi)部應(yīng)能實(shí)現(xiàn)IGBT自動限流功能，保證濾波器自動限制在100%額定容量輸出，而不會發(fā)生濾波器過載運(yùn)行。 過壓保護(hù)：防止系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓，在系統(tǒng)發(fā)生過電壓時閉鎖有源濾波器輸出，同時有相應(yīng)的告警。 溫度保護(hù)：包括外殼溫度過熱保護(hù)功能和芯片溫度過熱保護(hù)功能；當(dāng)內(nèi)部溫度超過預(yù)定值時，閉鎖有源濾波器輸出，并發(fā)出告警。 浪涌保護(hù)：柜內(nèi)配有防浪涌元件，防止浪涌對濾波器造成的損壞，當(dāng)防浪涌元件故障時，應(yīng)提供報(bào)警信息。 具體的保護(hù)方式和內(nèi)容

16、在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)時確定。 可進(jìn)行啟動、終止和重啟濾波器；測量、分析、記錄各種參數(shù)；對濾波器進(jìn)行設(shè)定；監(jiān)測濾波器的負(fù)荷和故障記錄；提供濾波器各種表示信息；具有故障記錄功能。 4.3.7 柜內(nèi)其它元器件 柜內(nèi)絕緣導(dǎo)線應(yīng)為低煙無鹵阻燃型耐熱銅質(zhì)多股絞線，額定電壓至少應(yīng)同相應(yīng)電路的額定絕緣電壓相一致，導(dǎo)線截面選擇由廠家負(fù)責(zé)，低壓控制部分電纜一般配線應(yīng)用1.5mm2 及以上（電流回路為2.5mm2及以上），可動部分的過渡應(yīng)柔軟，并能承受住撓曲而不致疲勞損壞。 柜內(nèi)母線和導(dǎo)線的顏色應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（A黃、B綠、C紅），柜內(nèi)保護(hù)導(dǎo)體的顏色必須采用黃綠雙

17、色。當(dāng)保護(hù)導(dǎo)體是絕緣的單芯導(dǎo)線時，也應(yīng)采用這種顏色并且最好貫穿導(dǎo)線的全長。黃綠雙色導(dǎo)線除作保護(hù)導(dǎo)體的識別顏色外不允許有任何其它用途。 指示燈、按鈕、插接件、走線槽等均應(yīng)符合國家或行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 引進(jìn)引出裝置內(nèi)外的導(dǎo)線必須經(jīng)過端子排。接線端子應(yīng)適合連接硬、軟銅導(dǎo)線，并保證維持適合于電器元件和電路的額定電流、短路電流強(qiáng)度所需要的接觸壓力。端子上的回路名稱及編號應(yīng)清晰可見不易磨損。 二次回路導(dǎo)線應(yīng)有足夠的截面，以保證測量的準(zhǔn)確度。 4.3.8 監(jiān)控要求 （1）有源濾波器的控制器采用國際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，推薦采用Modbus，具有標(biāo)準(zhǔn)的通信接

18、口，有源濾波柜監(jiān)控信息接入安裝于0.4kV開關(guān)柜的通信接口裝置，與0.4kV開關(guān)柜測控裝置一起組網(wǎng)接入變電所綜合自動化系統(tǒng)，以滿足變電所綜合自動化系統(tǒng)的組網(wǎng)需求，具體形式在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)時確定。 有源濾波裝置具有以下遙控、遙信、遙測功能（包括但不限于）：  遙控：啟動、停止  遙信：上電、運(yùn)行、停止、故障 遙測：已消耗濾波能力（百分比）、線路電流基波與各次諧波含量、電流畸變、頻率等 具體的遙控、遙信、遙測信息在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)時確定。 （2）有源濾波裝置具有液晶顯示器和操作鍵的人機(jī)界面，液晶顯示及操作界面應(yīng)置于裝置表面，方便進(jìn)行

19、參數(shù)設(shè)置，狀態(tài)改變、信息查看等操作，并能顯示運(yùn)行狀況、測量數(shù)據(jù)、故障報(bào)警燈信息。 監(jiān)測參數(shù)包括但不限于以下內(nèi)容：  補(bǔ)償電流與額定電流的百分比；  線路電流基波與各次諧波含量柱形圖；  電流畸變、頻率、功率因數(shù)等；  液晶顯示：電網(wǎng)電壓、電流、各次諧波電流值、電壓畸變率、故障報(bào)警等信號、已設(shè)置的參數(shù)、裝置/電網(wǎng)故障事件查詢等信息；  負(fù)載電流與濾波后電流有效值對比及節(jié)能量估算； 控制參數(shù)設(shè)置內(nèi)容如下：  工作模式的選擇：無功補(bǔ)償、諧波濾波、三相不平衡補(bǔ)償及

20、其結(jié)合；  分時段的功率因數(shù)目標(biāo)值、濾波次數(shù)及其目標(biāo)值的設(shè)定；  裝置權(quán)限管理、裝置投切控制。 具體內(nèi)容在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)中確定。4.4 結(jié)構(gòu)要求 4.4.1 有源濾波器結(jié)構(gòu)基本要求 推薦采用一面柜。有源濾波器的柜體、柜內(nèi)母排及連接件由0.4kV開關(guān)柜廠家提供。 4.4.2 外接導(dǎo)線端子 根據(jù)電纜截面大小配置接線端子。 接線用的有效空間允許連接規(guī)定材料的外接導(dǎo)線和線芯分開的多芯電纜，導(dǎo)線不應(yīng)承受影響其壽命的應(yīng)力。 電纜入口處裝有電纜套，在電纜正確安裝好后，能夠達(dá)到

21、所規(guī)定的防護(hù)等級。 端子排分為試驗(yàn)端子、可連端子、終端端子、一般端子等，端子排導(dǎo)電部分為銅質(zhì)。端子的選用根據(jù)回路載流量和所接電纜截面確定，盤內(nèi)考慮預(yù)留總數(shù)量20的端子及安裝位置，每個端子排應(yīng)設(shè)有方便拆裝的獨(dú)立端子號。端子排采用抗震動、免維護(hù)的阻燃端子，外殼材料的阻燃等級為V0級，采用彈簧夾持或螺釘式連接，具有中央和側(cè)面的明顯標(biāo)識；端子排采取防銹蝕處理，但不影響其導(dǎo)電性能，具有較強(qiáng)的過流能力，端子排采用品質(zhì)及性能等同或優(yōu)于類似菲尼克斯、萬可、魏德米勒等品牌的產(chǎn)品。 4.4.3 保護(hù)性接地 柜內(nèi)設(shè)有獨(dú)立的PE接地系統(tǒng)，并且貫穿整個裝置，PE線的材料采用銅排，

22、能與低壓開關(guān)柜柜體、接地保護(hù)導(dǎo)體通過螺釘可靠連接，其電阻值應(yīng)不大于0.01歐。 柜體底板、框架、金屬外殼及可打開的門體等外露導(dǎo)體部件通過金屬螺釘和金屬鉸鏈等直接的相互有效連接，或通過由保護(hù)導(dǎo)體完成的相互有效連接以確保保護(hù)電路的連續(xù)性。 保護(hù)導(dǎo)體能承受裝置的運(yùn)輸、安裝時所受的機(jī)械應(yīng)力和在單相接地短路事故中所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，其保護(hù)電路的連續(xù)性不被破壞。 保護(hù)接地端子設(shè)置在容易接近之處，當(dāng)罩殼或任何其它可拆卸的部件移去時，其位置能保證電器外殼與接地極或保護(hù)導(dǎo)體之間的連接。 保護(hù)接地端子的標(biāo)志能清楚而永久性地識別。4.4.4 母線、導(dǎo)線和布線&

23、#160;主電路母線和導(dǎo)線的允許載流量應(yīng)不小于可能通過該電路最大工作電流的1.5倍。 母線連接應(yīng)緊固、接觸良好、配置整齊美觀，母線之間或母線與電器元件端子連接處應(yīng)采取防電化腐蝕的措施，并保證載流件之間的連接有足夠的持久壓力，但不得使母線受力而永久變形。 導(dǎo)線應(yīng)為低煙無鹵阻燃型電纜。 母線和導(dǎo)線的顏色應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。母線相序的排列應(yīng)符合下表的規(guī)定(正面觀察)。 母線的材料、連線和布置方式以及絕緣支持件應(yīng)滿足裝置的預(yù)期額定短路耐受電流的要求。 輔助電路絕緣導(dǎo)線的截面應(yīng)根據(jù)要承載的額定工作電流來選擇，并滿足相關(guān)國家規(guī)范。 輔助電路的布

24、線應(yīng)整齊美觀，不應(yīng)貼近具有不同電位的裸露帶電部件或有尖角的邊緣敷設(shè)。導(dǎo)線不應(yīng)自由晃動，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)闹位蜓b人行線槽內(nèi)。 連至移動部件(例如門)上的電器元件的導(dǎo)線應(yīng)采用多股銅芯絕緣導(dǎo)線。設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮到當(dāng)該部件移動時不使連接導(dǎo)線承受過大的張力和產(chǎn)生機(jī)械損傷。 接線應(yīng)在固定端子上進(jìn)行，導(dǎo)線中間不允許有接線點(diǎn)，所有接線點(diǎn)應(yīng)牢固、接觸良好、并有足夠的持久壓力。 一個接線端子一般只能連接一根導(dǎo)線，必要時允許連接二根導(dǎo)線，當(dāng)需要連接二根以上導(dǎo)線時，應(yīng)采取適當(dāng)措施，以保證導(dǎo)線的可靠連接。連接到發(fā)熱電器元件上的絕緣導(dǎo)線應(yīng)考慮到發(fā)熱元件對導(dǎo)線絕緣層的影響，應(yīng)采取適當(dāng)措施。 輔助電路絕緣導(dǎo)線的端部，應(yīng)有與圖樣要求一致的連接標(biāo)記，標(biāo)記應(yīng)清晰耐久。 絕緣導(dǎo)線的額定電壓，不得低于相應(yīng)電路的額定工作電壓。 4.