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【电能质量有源恢复系统】

  供电网络的电压质量问题越来越成为电能质量的决定因素。谐波失真必须被有效的控制在标准范围内。有源滤波器以其高度的动态性能特别适合解决此问题。它甚至可以兼顾低压和中压供电网络,在期望的耦合点对谐波进行精确补偿。

电能质量有源恢复系统

  MARS(电能质量有源恢复系统)特别适合用于补偿:谐波,无功电流,间谐波,电压闪变,电压尖峰,电压不平衡。MARS作为一个恢复系统可以补偿任何负载类型的三相网络。通过编程的方法实现客户希望的一些附加功能(例如减缓大电机启动时引起的电压骤降)。

  【工作过程】

  非线性负载的电流与MARS产生的反向电流一起存在于电网中。其结果是,耦合点的谐波电流和无功电流被消弱或抵消。

  此外,整个补偿过程中没有电容器的投切操作,取而代之的是IGBT逆变器精确地产生所需要的补偿电流。整个控制系统是基于数字信号处理器(DSP)来完成的。

  强大的控制软件保证了这些功能的完美实现并且允许你随时地修改本地的参数。MARS的超限设置保证了在设备过载的情况下仍处于安全状态。

  【应用范围】

  MARS(电能质量有源恢复系统)在工作时就象一个高动态可控的无功电流源,依据先进的专业技术,可以对电网提供实时准确地补偿,可将电网电压的改变与失真减小到安全值。

  1、MARS用于无功补偿:

  大多数设备(例如电动机)需要无功电流。但无功电流加载到电网上,会导致电网电压下降。为了保证电压水平,消除电网中的无功电流,会用到无功补偿系统。

  传统的无功补偿系统不能满足动态连续的补偿控制要求,因为传统的补偿系统是基于开关控制的电容器单元,它存在如下问题:并联谐振;工作时电容器单元不能动态和连续地接通;而MARS没有上述传统补偿系统的缺点,可以实现独立于电网和电流负载配置的动态连续的无功电流补偿。

  优点:减少电网供电电流;减少电压下降,稳定电网电压;避免生产故障;由于电网电流的减少,可以供电给其他用户;降低无功电流损耗。

  2、MARS用于谐波补偿:

  为了避免电压失真并消除电网中的谐波,可安装无源器件(电抗、电容)组成的谐波滤波器。谐波滤波器在谐振频率点发生短路形成某次谐波的滤波通道,来滤除谐波保护电网,减少电网电压失真。

  谐波滤波电路的缺点如下:容量受限于电网电流负荷的变化;并联谐振的危险;高昂的设计成本;基波无功功率的过补偿。

  调谐式滤波电路不仅对特定设备产生的谐波电流有影响,它本身也是产生谐波电流的负载。这样滤波电路的容量必须设计得足够大,尽管如此,它还是随时都有可能过载。

  MARS没有上述常规滤波电路的缺点,可使可控的谐波电流和无功电流的补偿独立于电网电流负载配置,自身不会过载。MARS也可以仅做补偿设计,可降低补偿系统的安装费用。

  优点:减小电网电流损耗;改进电网电压曲线形状;电网中没有谐振危险;避免生产故障;对载波信号没有影响-集中的波纹控制信号;多种功能的灵活组合:整个供电系统的谐波补偿和无功补偿控制。

  3、MARS用于闪变补偿:

  “闪变”的含义是影响到人类健康的亮度改变。闪变是由于电网上接有变化的负荷,引起的电网电压波动。人类的眼睛从频率变化的极大扰动中可以感觉到闪变。电压变化发生得越频繁,对这一变化的冲击就越敏感。

  解决闪变问题的成本很高(电网供电的短路容量增加)。可安装静态补偿装置以充分降低供电电压的变化。

  为了有效地避免闪变,有必要知道故障最短可能响应时间。由于MARS仅2ms的响应时间,它特别适合于做闪变补偿。

  优点:降低电网负荷;减小电压变化,稳定电网电压;避免生产故障;多个功能的灵活结合:整个供电系统的闪变补偿和无功补偿控制。

  4、MARS用于电机启动的电压骤降补偿:

  大功率电机(P>1MW)需要高达额定电流8倍的启动电流来启动电机。这么高的电流损耗,特别是在短路容量低的电网中,会导致相当大的电压骤降。会引发这样的问题:电机启动失败,开关脱扣断开。

  为了保证电网中的电压水平,规定了电网电压允许偏差标准。电网电压偏差的幅值在中高压系统中不能超过2%,低压系统3%。到目前为止,为了降低电机启动时的电压改变,实际上可采用下面两种方式:

  ①变压器启动器(降压启动):为了减少电机的启动电流,与变压器串接一个电气设备用来降低电机上的电压。然而,这样电机启动又会有问题,电机扭矩的减小与电压的平方成正比。从而导致电机的自动启动可能失败。此外,变压器启动器在启动后必须再转回到原位。

  ②电容补偿启动:为了在电机启动时,用电容补偿无功电流,需要接入许多不同级别的电容器以补偿电网失压。由于在电网中接入电容器的方法成本昂贵,所以这种方式不被接受。

  用MARS来解决电机启动,可实现电网的简单、可靠的补偿。避免了上述两种方法的缺点,并保证了系统允许电压偏差符合标准。

  优点:减少电网电流,而不受电机电流的限制;减少电压骤降,稳定电网电压;避免生产故障;几台电机启动可以由一台MARS补偿;多个功能的灵活组合:整个系统的电机启动补偿和无功补偿。

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