有源滤波装置

4、有源滤波装置4.1采用的标准规范设备的制造、试验和验收除了满足本用户需求书的要求外，还应符合如下标准规范：《地铁设计规范》GB50157-2003《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009《低压成套开关设备和控制设备》GB7251.1-2005《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》GB/T14048.1-2006《低压系统内设备的绝缘配合第一部分：原理、要求和试验》GB/T16935.1-2008《低压开关设备和控制设备第3部分：开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》GB14048.3-2008《半导体变流器基本要求的规定》GB/T3859.1-93《半导体变流器》GB17950-2000《半导体变流器》IEC60146《标称电压1kV及以下交流电力系统用非自愈式并联电容器第1部分：总则—性能、试验和定额—安全要求安装和运行导则》GB/T17886.1-1999《电力电容器低压功率因数补偿装置》GB/T22582-2008《供配电系统设计规范》GB50052-2009《低压配电设计规范》GB50054-95《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008《低压用户电气装置规程》DGJ08-100-2003《受谐波影响的工业交流电网、过滤器和并联电容器的应用》IEC61642《电磁兼容(EMC).第2部分：环境—第4分部分：工厂低频传导骚扰兼容水平》IEC61000-2-4《电磁兼容(EMC)—第4部分：试验和测量技术—第7分部分：供电系统及所连设备谐波和谐间波和测量和测量仪器导则》IEC61000-4-7《电能质量供电电压偏差》GB/T12325-2008《电能质量电压波动和闪变》GB/T12326-2008《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93《电能质量三相电压不平衡》GB/T15543-2008《电能质量电力系统频率偏差》GB/T15945-2008《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》GB/17625.1-2003《电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制》GB17625.2-2007《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》GB/Z17625.3-2000《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》GB/Z17625.6-2003《外壳防护等级（IP代码）》GB4208-2008所采用的标准均应为合同执行时的最新有效版本。若投标人采用除上述之外的其它被承认的相关国内、国际标准，应明确提出并提供相应标准复印件，经招标人批准后方可采用。4.2主要技术参数4.2.1系统参数0.4kV低压配电系统采用三相四线制，接地保护系统采用TN-S方式。配电方式：TN-S母线（独立的N线和PE线）系统母线电压：AC0.4/0.23kV系统额定电压：AC0.38/0.22kV额定频率：50Hz0.4kV系统接地方式：中性点直接接地4.2.2设备技术参数工作电压：AC380士15%；工作频率：50HZ；额定容量：见供货数量；过载能力120%（10ms）；有源滤波器适用于三相四线TN-S系统，在滤出相线谐波电流的同时滤出中性线内的谐波电流，中性线滤波能力3倍于相线电流。开关频率：20kHz(平均)；全响应时间：＜20ms；功率损耗：满载时≤额定容量3%；噪音：≤60dB；滤波效果：在满负荷工作情况下，电压畸变率≤2%，电流畸变率≤3%；滤波器应能方便地通过并联实现扩容；MTBF(平均无故障时间)≥10万小时；防护等级：IP21。4.3技术性能及要求低压有源滤波装置为封闭式户内成套设备，其功能为用于动态抑制谐波，同时可进行无功补偿，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。为保证地铁供电系统安全有效的运行，要求低压有源滤波装置满足地铁环境条件、技术先进、生产工艺成熟可靠、结构紧凑、便于安装和维护。本工程低压电力有源滤波装置采用并联型三相四线制有源滤波器。有源滤波器系统主要由以下几部分组成，包括主回路、指令电流运算电路、驱动电路、电流跟踪控制电路、电源系统等。4.3.1总体要求1）采用的IGBT能自动根据电网运行方式的变化和负载的波动调整输出，以抵消电网中的谐波，IGBT要求具有国内地铁运营业绩的产品，品质及性能等同或优于类似英飞凌、semikon、dynex、日本三菱等品牌的产品。2）有源滤波器应不受电网阻抗和系统阻抗变化的影响，不能发生谐振。3）能滤除2～50次各次谐波，并可同时滤除不少于15种谐波，可根据需要设定需要滤波的谐波次段和滤除谐波的目标值。4）内置无功补偿功能，该功能的投入使用应可进行设定。5）可同时进行滤波和无功补偿。6）滤波器在滤波的同时必须避免过补偿，即有源滤波器可以做到只滤波而不产生无功功率，完全避免过补偿，也可以通过设定目标功率因数，将滤波后剩余的能量用于无功补偿。7）有源滤波器应具备完整的保护装置，包括过载、过电流、短路等。以及具备系统自诊断功能。8）三相负荷电流不平衡时，有源滤波器可正常补偿并消除负荷不平衡现象，中性线滤波能力应为相线的三倍。9）具有缓启动控制回路，以避免启动瞬间过大的突入电流，并限制该电流在额定范围之间。10）当系统负载的谐波量大于滤波器补偿能力时，滤波器仍应根据本体容量输出额定电流，继续有效滤波，不发生超载或导致设备损坏而退出运行。12）应满足轨道交通供电系统实现电力监控功能的需要，具有远程通信接口用于接入监控系统。13）有源滤波器应具有液晶显示器和操作键的人机界面，可进行参数设置、状态改变、信息查看等操作，并能显示运行状况、测量数据、故障报警等信息。14）有源滤波器自生输出的高频纹波，通过内置的滤波回路，进行滤除，谐波电流输出2%；15）有源滤波器推荐采用自冷，并预留风扇散热的条件。如需要采用风扇散热，风扇需内置风机转速监测。当风机转速下降或故障时，自动切断输出及报警。有源滤波器自身还有温度监测和降容运行功能，当温度监测发现功率器件过热时，有源滤波器输出自动降容，若温度继续升高，则自动切断输出，同时报警。不接受采用水冷散热的方式。风扇MTBF为：35,000小时。16）有源滤波装置测量用CT应设置在负载侧，精度不低于0.5级。17）有源滤波装置宜具有投入前后谐波含量对比功能。18）针对低压负荷，按照先滤波后补偿的原则，厂家应提供具体方案，供招标人确认。4.3.2主回路主回路主要由断路器、PWM变流器、电解电容、滤波电容和电抗器、避雷器等组成。主回路PWM变流器采用三相全控桥电压型变流器，PWM变流器采用双重化配置，两组相同PWM变流器并列运行。断路器采用与0.4kV低压开关柜内断路器同品牌、同系列产品，具体参数在设计联络时确定。电容MTBF为：100,000小时，要求具有国内地铁运营业绩的产品，品质及性能等同或优于类似BHC、EPCOS、日立等品牌的产品。PWM变流器应具有过载、过压、过热、缺相、短路等保护功能，并能自动切除。投标人应提供有源滤波器主要元器件技术性能指标或参数。4.3.3驱动电路驱动电路由电源部分、驱动部分、保护部分组成。电源部分用来提供驱动模块正常工作时电源；驱动部分主要包括驱动模块；保护部分具有检测PWM变流器的电流和温度信号，通过无源接点或通信口输出。4.3.4有源滤波器的控制有源滤波器的控制系统包括指令电流运算电路和电流跟踪控制电路。指令电流运算电路主要作用是对采样数据进行计算和分析，得出指令信号。对有源滤波器进行控制管理，包括：对滤波参数进行编程、同时滤除多种谐波的选定、不同功能的优先次序设定、无功补偿的功率因数设定、相平衡、零无功功率滤波。4.3.5辅助电源辅助电源主要功能是将输入的AC220V或DC110V电源转换为有源滤波器自身需要的控制电源。一般由进线变压器、交流滤波器、开关电源、电源板和防雷元件等组成。4.3.6继电保护配置及测量进线采用断路器，且在主回路配置熔断器，实现装置内的过载、过电流、短路保护。装置内具有过载、过压、过热、缺相、短路、控制电压欠压等保护功能及外部输出警报、跳闸端口。装置内部应能实现IGBT自动限流功能，保证滤波器自动限制在100%额定容量输出，而不会发生滤波器过载运行。过压保护：防止系统出现过电压，在系统发生过电压时闭锁有源滤波器输出，同时有相应的告警。温度保护：包括外壳温度过热保护功能和芯片温度过热保护功能；当内部温度超过预定值时，闭锁有源滤波器输出，并发出告警。浪涌保护：柜内配有防浪涌元件，防止浪涌对滤波器造成的损坏，当防浪涌元件故障时，应提供报警信息。具体的保护方式和内容在设计联络时确定。可进行启动、终止和重启滤波器；测量、分析、记录各种参数；对滤波器进行设定；监测滤波器的负荷和故障记录；提供滤波器各种表示信息；具有故障记录功能。4.3.7柜内其它元器件柜内绝缘导线应为低烟无卤阻燃型耐热铜质多股绞线，额定电压至少应同相应电路的额定绝缘电压相一致，导线截面选择由厂家负责，低压控制部分电缆一般配线应用1.5mm2及以上（电流回路为2.5mm2及以上），可动部分的过渡应柔软，并能承受住挠曲而不致疲劳损坏。柜内母线和导线的颜色应符合相关标准规定（A黄、B绿、C红），柜内保护导体的颜色必须采用黄绿双色。当保护导体是绝缘的单芯导线时，也应采用这种颜色并且最好贯穿导线的全长。黄绿双色导线除作保护导体的识别颜色外不允许有任何其它用途。指示灯、按钮、插接件、走线槽等均应符合国家或行业的有关标准。引进引出装置内外的导线必须经过端子排。接线端子应适合连接硬、软铜导线，并保证维持适合于电器元件和电路的额定电流、短路电流强度所需要的接触压力。端子上的回路名称及编号应清晰可见不易磨损。二次回路导线应有足够的截面，以保证测量的准确度。4.3.8监控要求（1）有源滤波器的控制器采用国际标准的通信协议，推荐采用Modbus，具有标准的通信接口，有源滤波柜监控信息接入安装于0.4kV开关柜的通信接口装置，与0.4kV开关柜测控装置一起组网接入变电所综合自动化系统，以满足变电所综合自动化系统的组网需求，具体形式在设计联络时确定。有源滤波装置具有以下遥控、遥信、遥测功能（包括但不限于）：遥控：启动、停止遥信：上电、运行、停止、故障遥测：已消耗滤波能力（百分比）、线路电流基波与各次谐波含量、电流畸变、频率等具体的遥控、遥信、遥测信息在设计联络时确定。（2）有源滤波装置具有液晶显示器和操作键的人机界面，液晶显示及操作界面应置于装置表面，方便进行参数设置，状态改变、信息查看等操作，并能显示运行状况、测量数据、故障报警灯信息。监测参数包括但不限于以下内容：补偿电流与额定电流的百分比；线路电流基波与各次谐波含量柱形图；电流畸变、频率、功率因数等；液晶显示：电网电压、电流、各次谐波电流值、电压畸变率、故障报警等信号、已设置的参数、装置/电网故障事件查询等信息；负载电流与滤波后电流有效值对比及节能量估算；控制参数设置内容如下：工作模式的选择：无功补偿、谐波滤波、三相不平衡补偿及其结合；分时段的功率因数目标值、滤波次数及其目标值的设定；装置权限管理、装置投切控制。具体内容在设计联络中确定。4.4结构要求4.4.1有源滤波器结构基本要求推荐采用一面柜。有源滤波器的柜体、柜内母排及连接件由0.4kV开关柜厂家提供。4.4.2外接导线端子根据电缆截面大小配置接线端子。接线用的有效空间允许连接规定材料的外接导线和线芯分开的多芯电缆，导线不应承受影响其寿命的应力。电缆入口处装有电缆套，在电缆正确安装好后，能够达到所规定的防护等级。端子排分为试验端子、可连端子、终端端子、一般端子等，端子排导电部分为铜质。端子的选用根据回路载流量和所接电缆截面确定，盘内考虑预留总数量20％的端子及安装位置，每个端子排应设有方便拆装的独立端子号。端子排采用抗震动、免维护的阻燃端子，外壳材料的阻燃等级为V0级，采用弹簧夹持或螺钉式连接，具有中央和侧面的明显标识；端子排采取防锈蚀处理，但不影响其导电性能，