Краткий обзор продукции EPCOS 2015. Обеспечение качества электроэнергии.

PQSine — серия активных фильтров гармоник и оптимизаторов мощности

Компания EPCOS на протяжении многих лет предлагает полный ассортимент основных компонентов для коррекции коэффициента мощности (Power Factor Correction — PFC) и обеспечения качества электроэнергии (Power Quality Solutions — PQS).

В прошлом большая часть нагрузок у потребителей была линейной, т.е. при подключении к источнику синусоидального напряжения ток, протекающий через нагрузку, также был синусоидальным. За прошедшее время значительно увеличилось использование силовой электроники. Теперь эти устройства, как правило, нелинейные, т.е. при подключении к источнику синусоидального напряжения они потребляют несинусоидальный ток, что может создавать проблемы для других устройств.

В настоящее время в установках компенсации реактивной мощности помимо пассивных фильтров всё больше используются активные фильтры подавления гармоник, особенно там, где коэффициент мощности (PF) близок к 1 и часто меняется характер возникающих нелинейных искажений.

PQSine — cерия активных фильтров компании EPCOS

Чем чище сеть, тем больше выгода

Активные фильтры гармоник и оптимизаторы мощности EPCOS помогут подавить нелинейные помехи в сети, уменьшить проблемы, возникающие с качеством электроэнергии, и использовать электроэнергию более эффективно и надёжно.

Проблема нелинейных искажений становится всё более актуальной с ростом использования силовой электроники и приборов с нелинейной нагрузкой (например, двигателей с регулируемой скоростью вращения, источников бесперебойного питания, компьютеров, серверов, телевизионных приемников и т.д.).

Наличие гармоник увеличивает действующее значение тока (rms) в электрических сетях. Циркулирующие в системе токи гармоник вызывают появление гармоник напряжения, которые приводят к искажениям напряжения и, таким образом, ухудшают качество питающего напряжения. В результате растут эксплуатационные и энергетические затраты, снижается эффективность оборудования, увеличивается его перегрев и повышается количество отказов.

Активные фильтры гармоник и оптимизаторы мощности серии PQSine от EPCOS разработаны с учётом последних достижений в области силовой электроники. Они устанавливаются параллельно проблемной нагрузке. Активный фильтр анализирует ток в линии и связанные с ним гармоники и генерирует компенсационный ток, который нейтрализует токи гармоник и создаёт почти синусоидальную форму тока (Рис. 1).

На Рис. 2 показаны суммарные нелинейные искажения тока (полный коэффициент гармоник) без использования фильтра PQSine. На Рис. 3 показан результат работы активированного фильтра PQSine, а именно чистая сеть.

В дополнение к подавлению гармоник, активный фильтр и оптимизатор мощности PQSine также активно балансирует нагрузку во всех трёх фазах, выполняет динамическую компенсацию реактивной мощности и даже некоторую компенсацию переходных процессов. Это позволяет избежать резонанса на линии и обеспечить высокую производительность и надёжность.

Активный фильтр гармоник

Рис. 1. Принцип работы активного фильтра

Рис. 2. Гистограма гармоник тока без использования активного фильтра гармоник

Рис. 3. Гистограма гармоник тока с использованием активного фильтра гармоник

Без фильтра PQSine

Искажения, вызванные нелинейной нагрузкой

С фильтром PQSine

Нелинейные искажения скомпенсированы

Общая информация

Серия PQSine представляет собой систему активных фильтров подавления гармоник, предназначенную для устранения нелинейных искажений и, следовательно, снижения затрат. Система отслеживает токовый сигнал и компенсирует нежелательные составляющие измеренного тока. Таким образом, фильтр обеспечивает подавление гармоник независимо от числа нагрузок. Кроме того, он корректирует коэффициент мощности, повышая эффективность системы и снижая нелинейные искажения.

Особенности

Типичное применение

Быстрое подавление гармоник тока и компенсация реактивной мощности, например в следующих областях:

Безопасность

В зависимости от требований, EPCOS предлагает на выбор готовые панели, настенные шкафы или модули.

* Для получения максимального тока 600 А необходимо использовать два шкафа по 300 А.

Модульная система — до 300 А в одном шкафу

Современная модульная конструкция фильтров серии PQSine предвосхищает будущие требования к сетевым фильтрам: слоты в каждом шкафу готовы принимать до 5 модулей PQSine.

PQSine – 60 A

Состав:

PQSine – 120 A

Состав:

PQSine – 180 A

Состав:

PQSine – 240 A

Состав:

PQSine – 300 A

Состав:

Модуль активного фильтра (60 А)

Устройство отображения/управления с 7- или 12.1-дюймовым цветным сенсорным TFT-экраном

SU-сенсорный блок для подключения трансформаторов тока

Устройство отображения/управления с 7- или 12.1-дюймовым цветным сенсорным TFT-экраном в защитном корпусе

Преимущества трёхуровневой NPC-топологии PQSine

Серия PQSine работает на основе трёхуровневой топологической схемы Neutral-Point-Clamped (NPC — «фиксация нейтрали»). Как можно видеть из приведённых ниже диаграмм, обычная двухуровневая схемная конфигурации состоит из шести IGBT (два силовых IGBT в каждом фазном плече и токовой цепи). В случае трёхуровневой топологии схема состоит из двенадцати IGBT (четыре IGBT в каждом фазном плече и токовой цепи).

Трёхуровневая NPC-схема может создавать три уровня напряжения на выходе: положительное напряжение питания (DC), ноль и отрицательное напряжение питания (DC). Двухуровневая топология может подключать выход только либо к положительной шине питания, либо к отрицательной шине. Трехуровневая схема гарантирует более высокое качество напряжения и меньший уровень гармоник таким образом, снижая требования к фильтру и, следовательно, стоимость устройства.

Основные преимущества трёхуровневой NPC-технологии:

Технические параметры
Число входов/ число фаз 3-фазный / 3-проводн. (3P3W); 3-фазный / 4-проводн. (3P4W)
Степень ослабления гармоник > 98%
Ток компенсации каждой фазы 60 A 120 A 180 A 240 A 300 A
Ток компенсации нейтрали* 180 A 360 A 540 A 720 A 900 A
Входное напряжение (мин…макс.) 3P3W:180…528 В
3P4W:180…460 В
Технология инвертора Трёхуровневая NPC -топология , IGBT
Частота 50/60 ± 3 Гц
Время реакции 21 мкс (мгновенная реакция на изменение нагрузки)
Время отклика в режиме готовности < 300 мкс (время отклика до полной компенсации в установившемся режиме)
Частота переключения 24 кГц
Частота управления 48 кГц
Компенсация гармоник До 50-го порядка, одновременный выбор 50 активных гармоник
Коррекция коэффициента мощности Полная компенсация индуктивной и ёмкостной составляющих тока от 0 до 100%
Масса одного модуля 59 кг (3P3W), 60 кг (3P4W)
Размеры одного модуля 482 × 678 × 222 мм (w × d × h)
Трансформатор тока Выбор точки контроля тока: на стороне сети или нагрузки.
Ток перегрузки 150 A
@cf2.5
300 A
@cf2.5
450 A
@cf2.5
600 A
@cf2.5
750 A
@cf2.5
Потери (тип.) 530 Вт 1100 Вт 1700 Вт 2000 Вт 2800 Вт
Монтаж На стену** На стену** На пол На пол На пол
Масса со шкафом 96 кг 160 кг 413 кг 474 кг 535 кг
Размеры шкафа, мм 504 x 290 x 979 504 x 514 x 979 600 x 805 x 2095 600 x 805 x 2095 600 x 805 x 2095
Скорость потока воздуха, куб. фут/мин 470 940 1410 1880 2350
Интерфейс Ethercat 100 Мбит/с, USB, шина датчика, шина дисплея
Температура окружающей среды –10…+40° C — полная работоспособность, до +55° C — снижение мощности на 2%/ K
Класс защиты IP 20 для модулей и панелей, по запросу для напольных панелей возможно увеличение класса защиты до IP 54
Цвет панели RAL7035
Влажность 95% без конденсации
Самозащита Есть
Защита от перегрева Есть
Защита от повышенного и пониженного напряжения Есть
Уровень шума < 56 дБ до < 69 дБ (в зависимости от модели и нагрузки)
Высота Не более 4000 м (снижение мощности на 1% на каждые 100 м после 1500 м и до 4000 м)
Стандарты и рекомендации, определяющие предельные значения гармоник в сети или единицы измерения IEC 61000-2-2, IEC 61000-2-4, IEC 61000-3-2, IEC 61000-3-12, IEC 61000-3-3, EN 50160, TOR D 2, IEEE 519-1992, G 5/4 and D.A.CH.CZ
Конструкторские стандарты EN 50178, EN 61439-1, EN 61439-2, EN 61000-6-2, EN 61000-6-4, EN 55011

* Для приборов 3P4W.
** Напольное исполнение по запросу.
 
 
400 -В серия PQSine — системы 3P4W**
Тип Макс. ток фильтра
[A]
Входное напряжение мин. / макс.
[В]
Исполнение Тип. вес
[кг]
Тип. размеры
 (w × d × h)
[мм]
Код заказа
PQSW 4060N344 60 180 460 Настенное 96 504 × 290 × 979 B440 66F 4060 N 344
PQSW 4120N344 120 180 460 Настенное 160 504 × 514 × 979 B440 66F 4120 N 344
PQSF 4180N315 180 180 460 Напольное 413 600 × 805 × 2095 B440 66F 4180 N 315
PQSF 4240N315 240 180 460 Напольное 474 600 × 805 × 2095 B440 66F 4240 N 315
PQSF 4300N315 300 180 460 Напольное 535 600 × 805 × 2095 B440 66F 4300 N 315
PQSF 4420N315 420 180 460 Напольное 887 2x 600 × 805 × 2095 B440 66F 4420 N 315
PQSF 4540N315 540 180 460 Напольное 948 2x 600 × 805 × 2095 B440 66F 4540 N 315
PQSF 4600N315 600 180 460 Напольное 1070 2x 600 × 805 × 2095 B440 66F 4600 N 315

400-В серия PQSine — системы 3P3W *
Тип Макс. ток фильтра
[A]
Входное напряжение мин. / макс.
[В]
Исполнение Тип. вес
[кг]
Тип. размеры
 (w × d × h)
[мм]
Код заказа
PQSW 3060N344 60 180 528 Настенное 95 504 × 290 × 979 B440 66F 3060 N 344
PQSW 3120N344 120 180 528 Настенное 158 504 × 514 × 979,5 B440 66F 3120 N 344
PQSF 3180N315 180 180 528 Напольное 410 600 × 805 × 2095 B440 66F 3180 N 315
PQSF 3240N315 240 180 528 Напольное 470 600 × 805 × 2095 B440 66F 3240 N 315
PQSF 3300N315 300 180 528 Напольное 530 600 × 805 × 2095 B440 66F 3300 N 315
PQSF 3420N315 420 180 528 Напольное 880 2x 600 × 805 × 2095 B440 66F 3420 N 315
PQSF 3540N315 540 180 528 Напольное 939 2x 600 × 805 × 2095 B440 66F 3540 N 315
PQSF 3600N315 600 180 528 Напольное 1060 2x 600 × 805 × 2095 B440 66F 3600 N 315

* Все системы содержат 7-дюймовый цветной сенсорный экран и SU -модуль датчика. Внешний трансформатор тока в комплект не входит.

400-В серия PQSine — модули
Тип Макс. ток фильтра
[A]
Входное напряжение мин. / макс.
[В]
Исполнение Тип. вес
 
[кг]
Тип. размеры
(w × d × h)
 
[мм]
Код заказа
PQSM4 060 N 300 60 180 460 3P4W 60 482 × 678 × 222 B440 66F 4060 N 300
PQSM3 060 N 300 60 180 528 3P3W 59 482 × 678 × 222 B440 66F 3060 N 300

400-В серия PQSine — аксессуары
Описание Код заказа
SU — см. выше B44066F8888N230
Блок управления / отображения с 7" цветным сенсорным TFT -экраном B44066F9007N230
Блок управления / отображения с 12.1" цветным сенсорным TFT -экраном B44066F9012N230
Переносной защитный корпус для 7" TFT -экрана (для установки параметров модулей серии PQSine , не имеющих сенсорных дисплеев, включает блок питания) B44066F9907N230
Переносной защитный корпус для 12.1" TFT -экрана (для установки параметров модулей серии PQSine , не имеющих сенсорных дисплеев, включает блок питания) B44066F9912N230

Расшифровка кода заказа

Отображение кода заказа для продукции EPCOS

Код заказа одной и той же продукции может быть представлен по-разному в паспортах, справочниках, в различных публикациях, на веб-сайте EPCOS или в других документах, таких как товарные накладные, бланки подтверждения заказа и этикетки. Отличия в представлении кодов заказа обусловлены различными производственными требованиями и не влияют на характеристики соответствующей продукции. Подробную информацию можно найти по адресу: www.epcos.com/orderingcodes.

Модуль, 60 A

Настенная панель, 60 A

Настенная панель, 120 A

Напольная панель, 300 A

Важная информация. Некоторые части этой публикации содержат заявления о пригодности нашей продукции для применения в различных областях. Эти заявления основаны на нашем знании типичных требований, которые часто предъявляются к нашей продукции. Мы особо подчёркиваем, что эти заявления не могут рассматриваться как подтверждение пригодности нашей продукции в каждом конкретном случае. Сам клиент обязан проверить и решить, является ли продукция пригодной для использования в конкретном приложении. Данная публикация представляет собой только краткий обзор продукции, которая время от времени может изменяться. Наша продукция подробно описана в справочной документации. Клиентам также следует ознакомиться с Важными замечаниями (www.epcos.com/ImportantNotes) и Предупреждениями и предостережениями для конкретной продукции. Вся необходимая информация имеется в наших офисах продаж.