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1、LOGO目 录高压电动机软起动技术1有源滤波器及混联滤波器2ZMSVC动态无功补偿装置31.1 典型的高压软起动控制技术典型的高压软起动控制技术v 液态软起动技术 阻容性在定子回路中串接可控、可现场调节的液态电阻进行降压软起 动（25000KW以内）v 晶闸管调压式软起动 交流调压型在定子回路中串接正反向并联的晶闸管控制电压波形进行降压 软起动（5000KW以内）哪些方式可实 现软起动 ？1.2 高压电动机软起动主要解决的问题降低大电流冲击对电动机本身： 电机寿命缩短、绕组过热、 绝缘损坏；对电网电压及同网设备： 压降过大，共网负荷欠压运 行或停机。软起动解决 所的问题减缓对机组的机械冲击 对
2、电机轴及笼条、传动联 轴机构、 齿轮箱、轴承座 等 对负载机轴、机身等产生 破坏性损害1.3 工程中对大电动机软起动的要求初始起动电磁转矩能够克服负载静阻转矩（1.1TL), 尽可能地限制电机起动电流；v 起动过程平均电磁转矩足够大，起动时间短；v 起动设备安全可靠，操作方便，设备简单经济；v 起动过程无谐波污染。1.4 GZYQ液态软起动装置 工作原理 起起 动动工作原理：工作原理：在定子回路中串接可控、可串接可控、可现场调节的液态电阻现场调节的液态电阻进行降压软起动。适用范围：适用范围：适用于额定电压3KV-10KV 功率在5000kw-25000kw5000kw-25000kw 以上的大
3、、中型鼠笼电动机 或同步电动机的软起动与保 护。1.5 GZYQ液态软起动常用的接线型式电动机星点打开电动机星点打开电动机星点不能打开或三角形接线电动机星点不能打开或三角形接线1.6 GZRQ高压固态软起动装置 工作原理工作原理：工作原理：在定子回路中串接 正、反向正、反向并联的晶闸管控制电压波并联的晶闸管控制电压波 形形进行降压软起动。适用范围：适用范围：适用于额定电压3KV-10KV 功率在5000kw5000kw以内以内的大、 中型鼠笼电动机或同步电动 机的软起动与保护。GZRQGZRQ工作原理示意图工作原理示意图1.7 GZRQ高压固态软起动装置 晶闸管控制TexTextText晶闸管
4、软起动控制过程晶闸管软起动控制过程1.8 GZRQ高压固态软起动装置 主要技术参数主机参数5000kw以内三相中压鼠笼异步、同 步电机电源电压3.3-11kV +10%-15%电流规格65A、100A、150A、200A、250A、 300A、350A、400A、450A、500A 控制电源110VAC至130VAC, 220VAC至240VAC起动频次35次(每小时)每两次间隔时间不 小于10分钟控制方式电流闭环起动，电压斜坡起动，突 跳控制, 软停车 主回路组12-36 SCRS冷却方式空气对流安装地点温度0 40，海拔0-1000m 相对湿度 5%95%1.9 GZRQ高压固态软起动装置
5、 主要性能特点n n 多种起动及停车模式多种起动及停车模式 可实现限流软起动、电压斜坡起动、突跳起动 ，泵控起动；多种停车方式，可实现自由停车、软停车，软停+制动刹 车，还具有点动功能，用户可据工况灵活选择；起动频次高起动频次高 可实现频繁起动，满足复杂工况需求，起动次数3-5次/ 时，每次间隔时间不小于10分钟；独有的大屏幕人机触摸式界面交互功能独有的大屏幕人机触摸式界面交互功能 人机界面智能化设置起动 参数，并有效监控运行状态和设备故障信息；完善的电机保护功能完善的电机保护功能 具备完善的电动机保护包括起动次数过多、起 动超时、缺相、欠压/过压、欠流、过流、起动器超温、电机堵转、电 机过载
6、、电流不平衡、接地故障电流、旁路打开等保护项目，确保机组 性能安全。 起动方式 对比项目高压液态软起动高压固态软起动适用范围超大功率机组性价比更高 5000kw以内性价比较高，5000kw以上所技术所限 允许连续起动3次以内3-5次/时 起动能耗有无 环境要求不高高 维护费用低高价格低较高污染情况无谐波污染 体积较大较小 维护水平要求低高技术先进性成 熟技术新技术，较先进1.10 二种起动方式的比较1.11 起动方式的选择原则综合对比结论：综合对比结论：n 综合经济性、性价比、可靠性，对5000kw以内的 中、小功率机组优先推荐高压固态软起，中、大功率 优先推荐液态软起； n 起动频次要求较高
7、者，优先推荐固态软起。1.12 软起动产品的使用工况冶金冶金 化工化工 水泥水泥 造纸造纸 制药制药2.1 各行业谐波污染所占指数50100203040%40.617.215.18.4 6.14.74.12.4楼宇 铁路 冶金 机械 制造公共 事业化学 其它 制造造纸各行业谐波污染所占百分比50100203040%40.617.215.18.4 6.14.74.12.4楼宇 铁路 冶金 机械 制造公共 事业化学 其它 制造造纸各行业谐波污染所占百分比2.2 常见谐波源n n 电力电子装置电力电子装置 电子开关型非线性设备，主要为交、直换流装置 及晶闸管构成的可控开关设备。如变频装置、晶闸管型直
8、流提升 机、整流装置等；传统非线性设备传统非线性设备 铁磁饱和型非线性设备，如变压器、电抗器、 旋转电机、银光灯等；电弧型非线性设备电弧型非线性设备 炼钢电弧炉，交流电弧焊机等。2.3 谐谑的危害电流增加电流增加载流量降载流量降损耗增加损耗增加设备温升设备温升绝缘破坏绝缘破坏谐波电压谐波电压发电机发电机 电动机电动机 变压器变压器电容器电容器谐波电流谐波电流电压畸变电压畸变非正弦波非正弦波控制干扰控制干扰设备停产设备停产影响整个电网影响整个电网电压畸变电压畸变附加损耗附加损耗机械振动机械振动谐波过电压谐波过电压噪音噪音谐波谐波U U、I I增加增加串联谐振串联谐振并联谐振并联谐振过电流、过电压
9、过电流、过电压 电容器和系统故障电容器和系统故障治理谐波大势所趋，势在必行治理谐波大势所趋，势在必行无 源滤波器L44只消除某 几次谐波增大电力系统 的供电容量和 电缆、开关等谐波没有消除 成本昂贵11APF5最有效 消除谐波有 源 滤波器5h7Ddy3仅削减5次 和7次谐波 (增加脉冲)h53变压器 以不同 的方式 联接。仅限3次和 3n次谐波 Dynh3h922主电源非线性负 载APFPPFFC混合式HAPF66滤波效率与性价比高2.4 谐波的抑制方法220-690v 220-690v补偿滤补偿滤 波方法？波方法？6-35kv6-35kv的的 方法方法？2.5 无源滤波器 工作原理工作原理
10、工作原理利用R、 L、C适当组合，构成串联谐振条 件，使支路呈低阻抗，吸收特定频次的谐 波。兼顾无功补偿。谐振次数n为: 在谐振点处，Zfn = Rfn，因Rfn很小，n 次谐波电流主要由Rfn分流，很少流入电 网中。2.6 无源滤波器 主要特点优点：优点： 兼具基波无功补偿及谐波吸收功能 。 投资少、结构简单。主要不足：主要不足： 滤波特性依赖于系统阻抗； 一种参数只能补偿基波或针对特定 次数谐波补偿； 响应速度慢，无法跟踪谐波或无功 的动态变化进行动态补偿； 补偿谐波时，可能过补； 系统阻抗小时效果难以令人满意； 改变系统阻抗特性，可能导致谐振 ； 参数稳定性差，易导致失谐。阻抗图阻抗图2
11、.7 有源电力滤波器 滤波方式 快速傅立叶分解法（快速傅立叶分解法（FFTFFT ） 瞬时无功功率法（实时跟踪）瞬时无功功率法（实时跟踪）u第三代有源电力滤波器（本世纪初） u响应速度快，全部响应时间10ms（1/2周波 ） u不受系统频率的影响 u滤除2次50次谐波u第二代有源电力滤波器（20世纪90年代） u响应速度慢，40ms左右 u系统频率变化影响滤波效果 u 225次内指定几个滤波，存在剩余谐波放大的风险ZAPF 有源电力滤波器IGBTIGBT逆变器、谐波电流发生器、发生量与谐波电流大小相等、方向相反逆变器、谐波电流发生器、发生量与谐波电流大小相等、方向相反=+电 源非线性负载I.电
12、源I.负载I滤波器I. 电源I. 负载If. (负载基波)Ih. (负载谐波)I. 滤波器2.8 有源电力滤波器 补偿原理R1 L1L2CT2K1C2C3微处理器 IhImUdc控制信号 逆变器电 源非线性 负 载谐 波 分 离调 节 和 监 控产生控制 信号Cf3线与4线 的区别？2.9 ZAPF并联型有源电力滤波器 工作原理2.10 ZAPF并联型有源电力滤波器 主要功能主要功能：主要功能： 动态补偿 动态补谐波 不会发生过载 响应速度快 受电网阻抗影响不大 可单独补偿也可集中补偿 节能降耗注1：配套特制变压器, 可以适用于0.410KV电压等级。广：可滤除250次谐波。特征 uPPF主要
13、吸收低频(高频)谐波；uAPF补偿高频（低频）次谐波；u250次滤波(可高达80%) ；2.17 ZHPF并联混合滤波器 功能及特点主要功能：主要功能： 功能齐全兼具谐波滤波和无功补偿功能。 稳定系统单相注入补偿电流，平衡三相有负载；抑制系统谐振，提高系统安全可靠性。 节能增效减少线变损，增加线路及变压器的供电裕量。性能特点：性能特点： 优化：有源与无源滤波技术组合，兼具滤波和无功补偿功能； 高效：可滤除219次谐波,谐波滤除率可高达80(THDi)； 稳定：可单相调节，改善不平衡；抑制系统振荡，提高稳定性； 快速：响应时间小于10ms，投切响应时间20ms； 容量大：PPF容量不限，APF可
14、最大10台扩展并联运行。滤波器类型无源滤波器PPF有源滤波器APF并联混合滤波器ZHPF设备功能补偿+滤波滤波补偿+滤波滤波范围5、7、11等 特征谐波(LC调谐)2-50次(含非特征谐波)2-19次(含非特征谐波)滤波能力THDi60%THDi92%THDi85%响应时间40ms 10ms10ms系统谐振存在，影响大不存在，无影响不存在，无影响工况变化影响受系统参数变化影响不受系统参数变化影响影响可忽略频率变化滤波效率下降不受影响影响可忽略设备功耗较大小(2KW)较小容量扩展不可，易过载击穿自动限流，7级并联扩展可扩展运行与维护停车维护、运行成本高在线维护、运行成本低中外形体积大、重量大体积
15、小、重量轻体积小一次投资低高中电压与容量不受限低压、容量受限低压、容量不限2.18 混合滤波、无源滤波、有源滤波的比较2.19 APF PPF HPF滤波效果比较 系统：10/0.4kv配电系统，主变1600kVA与800kVA。 负载：直流充(放)电机组及空压机等负载。 工况：电流变化大(213A1750A);功率因数低；谐波含量大。 质量：COS=0.520.75；总THDi=25% 、THDu=10%左右。 频谱：5、7、11、13次为主。 危害：电压电流波形畸变严重；供用电设备发热严重；电网供电能力(容量)下降；线路和变压器损耗增加；用电设备的利用率降低；干扰与误动作等等。骆驼蓄电池公司骆驼蓄电池公司ZHPFZHPF的应用的应用2.20 典型工程应用案例2.21 骆驼蓄电池ZHPF的应用ZHPF ZHPF 技术方案技术方案措施：措施：FC动态无源滤波+APF有源电力滤波。组成：组成：无源滤波部分容量为2400Kvar，5、7次各2条回路。有源滤波部分3台ZAPF-100A，共300A。方略：方略：FC作低频滤波，APF对低频残余谐波和高频谐波进行补偿。2.22 典型工程应用案例 骆驼蓄电池ZHPF的应用综合治理前后波形综合治理前后波形全 部 未 投
