ANSNP中線安防保護(hù)器 非線性負(fù)載諧波治理裝置 安科瑞諧波補(bǔ)償
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ANSNP中線安防保護(hù)器 非線性負(fù)載諧波治理裝置 安科瑞諧波補(bǔ)償
ANSNP中線安防保護(hù)器 非線性負(fù)載諧波治理裝置 安科瑞諧波補(bǔ)償
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ANSNP中線安防保護(hù)器-非線性負(fù)載諧波治理裝置-安科瑞諧波補(bǔ)償

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商品介紹
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品牌 安科瑞
型號(hào) ANSNP
工作頻率 50HZ
應(yīng)用范圍 IP20
額定電壓 380V
產(chǎn)品型號(hào) ANSNP70-0.4/B
防護(hù)等級(jí) IP20
工作溫度 -10℃~+45℃
安裝方式 壁掛式安裝
行業(yè) 電子電工
商品介紹

1、概述

大量非線性負(fù)載使用會(huì)導(dǎo)致中性線3N次諧波電流過(guò)大,同時(shí),三相不平衡等問(wèn)題往往也會(huì)造成中性線電流過(guò)大。而中性線電流過(guò)大非常容易導(dǎo)致中性線絕緣層老化起火引發(fā)火災(zāi),存在較大的安全隱患。針對(duì)這樣的情況,我司采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、控制理論等研制出了新型的中線安防保護(hù)器,可有效中性線電流過(guò)大的情況而造成的電氣火災(zāi)安全隱患。

在這樣的用電場(chǎng)合,往往也會(huì)存在諧波污染嚴(yán)重,三相不平衡,功率因數(shù)低等問(wèn)題。我司新型的終端綜合治理裝置,在中性線電流過(guò)大的火災(zāi)安全隱患的同時(shí),也能解決這些復(fù)雜的電能質(zhì)量問(wèn)題。

中線安防保護(hù)器的基本原理為:通過(guò)電流檢測(cè)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(guò)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,從而中性線中過(guò)大的電流。


終端綜合治理裝置通過(guò)電流檢測(cè)環(huán)節(jié),采集系統(tǒng)中性線、各相線上諧波電流和功率因數(shù)等數(shù)據(jù),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(guò)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,并注入系統(tǒng)。該裝置不僅可以治理系統(tǒng)中諧波電流,補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功需量,還可以過(guò)大的中性線電流。

2、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必要性

2.1 應(yīng)用背景

根據(jù)最近幾年的火災(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(guó)共統(tǒng)計(jì)火災(zāi)38.9萬(wàn)起,死亡2113人,受傷1637人。電氣火災(zāi)比例,違反電氣安裝使用規(guī)定等引發(fā)的火災(zāi)共11.6萬(wàn)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)中最主要的起火源,所占的比例高達(dá)60%以上,是防范的重點(diǎn)(消防局,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(guò)大問(wèn)題是非常有必要的。

針對(duì)三相不平衡,諧波污染,需要無(wú)功補(bǔ)償、中性線電流過(guò)大等電能質(zhì)量問(wèn)題和電氣火災(zāi)隱患同時(shí)存在的場(chǎng)合,為了末端配電故障和電氣火災(zāi)的發(fā)生,同時(shí)出于成本考慮,需要一種可以同時(shí)綜合治理的設(shè)備。

2.2 中性線定義及危害

中性線的定義:三相電的星形接法是把每一相電源或負(fù)載的一端都接在中性點(diǎn)上,將中性點(diǎn)引出的這條線叫中性線,這樣就形成三相四線制或者五線制。也可不引出,形成三相三線制。現(xiàn)在的低壓配電線路,采用最多的是三相四線制,其中的三條線路分別用A、B、C代表三相,另一條中性線用N代表。在三相四線制或五線制供電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,中性線引發(fā)火災(zāi)事故主要通過(guò)三種途徑:

a.中性線長(zhǎng)期過(guò)載導(dǎo)致中性線絕緣層老化,使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi);

b.中性線故障使中性線開(kāi)路,導(dǎo)致三相電嚴(yán)重不平衡,燒毀電氣設(shè)備引發(fā)火災(zāi)。

C.中性線老化使線路局部過(guò)熱,中性線絕緣層老化,使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi)。 


2.3 典型案例

2018年6月1日17時(shí)52分許,某商業(yè)中心發(fā)生一起火災(zāi)事故,過(guò)火面積約5.1萬(wàn)平方米?;馂?zāi)造成1人死亡、直接經(jīng)濟(jì)損失9210余萬(wàn)元。經(jīng)調(diào)查,火災(zāi)直接原因是市場(chǎng)負(fù)1樓冷庫(kù)3號(hào)庫(kù)內(nèi),租戶(hù)自行拉接的照明電源線短路引燃下方的外包裝紙箱。由于部分消防通道、疏散通道堵塞,未設(shè)置防火分隔裝置等原因,火勢(shì)蔓延。同時(shí),3號(hào)庫(kù)發(fā)生爆燃后,高溫?zé)煔庖颊麄€(gè)冷庫(kù)裸露在外的保溫材料,產(chǎn)生了大量可燃的高溫?zé)煔猓?人吸入高溫有毒煙氣后窒息,搶救無(wú)效死亡.


3、設(shè)計(jì)依據(jù)

3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB17625.1-2012《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/T17625.8-2015《電磁兼容限值每相輸入電流大于16A小于等于75A連接到公用低壓系統(tǒng)的設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流限值》


3.2 具體條例

在400V三相四線制低壓配電系統(tǒng)中,中性線一般小于等于相線的線徑,而當(dāng)中性線中存在3N次諧波時(shí),中性線電流非常容易超過(guò)相線電流。 

GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

3.2.6 當(dāng)電纜沿敷設(shè)路徑中各場(chǎng)所的散熱條件不相同時(shí),電纜的散熱條件應(yīng)按最不利的場(chǎng)所確定。

3.2.7 符合下列情況之一的線路,中性導(dǎo)體的截面應(yīng)與相導(dǎo)體的截面相同:

1 單相兩線制線路;

2 銅相導(dǎo)體截面小于等于16mm2或鋁相導(dǎo)體截面小于等于25mm2的三相四線線路。

3.2.8 符合下列條件的線路,中性導(dǎo)體截面可小于相導(dǎo)體截面;

1 銅相導(dǎo)體截面大于16mm2或鋁相導(dǎo)體截面大于25mm2;

2 銅中性導(dǎo)體截面大于等于16mm2或鋁中性導(dǎo)體截面大于等于25mm2;

3 在正常工作時(shí),包括諧波電流在內(nèi)的中性導(dǎo)體預(yù)期電流小于等于中性導(dǎo)的允許載流量;

4 中性導(dǎo)體已進(jìn)行了過(guò)電流保護(hù)。

3.2.9 在三相四線制線路中存在諧波電流時(shí),計(jì)算中性導(dǎo)體的電流應(yīng)計(jì)入諧波電流的效應(yīng)。當(dāng)中性導(dǎo)體電流大于相導(dǎo)體電流時(shí),電纜相導(dǎo)體截面應(yīng)按中性導(dǎo)體電流選擇。

3.3 配電圖

3.3.1 中線安防保護(hù)器配電圖


4、上圖示例

4.1 產(chǎn)品型號(hào)



4.2 模塊接口示意


4.3 產(chǎn)品尺寸


5、技術(shù)參數(shù)

5.1 中線安防保護(hù)器



5.2 終端綜合治理裝置


6、應(yīng)用案例

6.1 體育中心

現(xiàn)場(chǎng)情況:

該現(xiàn)場(chǎng)為某體育中心泛光照明供配電系統(tǒng),選擇10個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量了電參量,各個(gè)配電箱總進(jìn)線端A/B/C三相電流

基本平衡,各相電流有效值不超過(guò)350A,但是N線電流有效值非常大??偨Y(jié)當(dāng)前系統(tǒng)存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題:

(1)N線電流比相線電流大1-1.7倍左右;

(2)N線電流的主要諧波頻次為3次諧波,同時(shí)還存在其他3N次諧波和不平衡電流;

(3)3次諧波有效值的3倍實(shí)際小于N線電流,多出的這部分電流成分暫時(shí)無(wú)法定性;

(4)總電流畸變率都相對(duì)比較高,而且從3次諧波的占比看各個(gè)配電箱都沒(méi)有規(guī)律可循;

(5)開(kāi)關(guān)電源型負(fù)荷基波功率因數(shù)cosφ為容性,其值未知,但從PF=P/S=COSφ/(sqrt(1+THDi*THDi))公式不難發(fā)現(xiàn),只要THDi減小,就可以使全波功率因數(shù)PF相應(yīng)減小。

原因分析:

該系統(tǒng)主要負(fù)荷類(lèi)型為開(kāi)關(guān)電源型,開(kāi)關(guān)電源型負(fù)荷有2大特點(diǎn):

其一是電流有效值分解后,諧波電流以3次諧波電流為主,畸變率一般在70%-120%之間。例如單測(cè)一個(gè)5A的開(kāi)關(guān)電源,其3次諧波電流畸變率可高達(dá)120%左右。而隨著多個(gè)開(kāi)關(guān)電源的并聯(lián),總電流有效值、3次諧波電流有效值都會(huì)變大,但是3次諧波電流有效值在總電流有效值內(nèi)的占比會(huì)相應(yīng)減小,也就是總諧波電流畸變率大小與并聯(lián)的開(kāi)關(guān)電源數(shù)量呈負(fù)相關(guān),在70%-120%的范圍內(nèi)變化;

其二是純開(kāi)關(guān)電源的無(wú)功特性為容性無(wú)功居多,無(wú)功功率分為感性無(wú)功和容性無(wú)功,常見(jiàn)的用電負(fù)荷大部分為感性負(fù)荷,產(chǎn)生的無(wú)功為感性無(wú)功,一般采用主動(dòng)投入電容器的方法,通過(guò)注入容性無(wú)功,與系統(tǒng)中的感性無(wú)功相抵消,從而達(dá)到補(bǔ)償無(wú)功功率、提高功率因數(shù)的目的。但是開(kāi)關(guān)電源的無(wú)功本身屬于容性無(wú)功,這時(shí)候如果主動(dòng)投入電容器的話,反而會(huì)使系統(tǒng)無(wú)功功率增加,會(huì)出現(xiàn)功率因數(shù)急速降低的現(xiàn)象。

另外,理論上講N相電流產(chǎn)生電流的原因主要有兩方面原因:

一、A/B/C三相不平衡導(dǎo)致N線上有零序電流的存在;

二、相線3N次諧波電流會(huì)在N線上疊加(例:A相上有10A的3次諧波電流,B相上有20A的3次諧波電流,C相上有5A的3次諧波電流,那么N相上會(huì)有10+20+5=35A的諧波電流;同理9次諧波電流、15次諧波電流等具有相同的特性)。所以實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的N線電流遠(yuǎn)大于相線電流,這種現(xiàn)象在開(kāi)關(guān)電源型負(fù)荷中十分常見(jiàn)。如果此系統(tǒng)中全是3次諧波的話,實(shí)測(cè)值中諧波電流總畸變率和3次諧波占有率應(yīng)該是非常接近乃至相同的數(shù)值,但是從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)值存在較大差異,所以此系統(tǒng)的N相中不僅僅有3次諧波電流,還會(huì)有9次、15次、21次諧波以及三相不平衡等因素的存在。

方案選型(以AL8為例):

凈化效果:

如下圖所示,根據(jù)治理方案可得知,此次我們需要測(cè)量的數(shù)據(jù)主要為N相電流及總畸變率。下圖左上為監(jiān)測(cè)點(diǎn)電流,右上為對(duì)應(yīng)電流畸變率。Irms1為相線網(wǎng)側(cè)電流,2為相線負(fù)載電流,3為N相網(wǎng)側(cè)電流,4為N相SNP發(fā)出電流??磮D可得,體育中心AL8號(hào)箱子負(fù)載經(jīng)過(guò)SNP設(shè)備治理后,相線電流從175A左右降到128A左右。SNP的零線電流治理了274A的諧波后,N相網(wǎng)側(cè)電流為37A。滿(mǎn)足對(duì)治理效果的預(yù)期要求。


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公司名稱(chēng) 安科瑞電氣股份有限公司
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