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》 GB 17950-2000 《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/T 17886.1-1999
《电⼒电容器低压功率因数补偿装置》GB/T 22582-2008 《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》IEC 61642
《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》
IEC 61000-2-4
《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》
IEC 61000-4-7
《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/Z 17625.3-2000
《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/Z 17625.6-2003
《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
HDPE多孔加筋缠绕波纹管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：AC 0.4/0.23kV 系统额定电压：AC 0.38/0.22kV 额定频率：50Hz
0.4kV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、故障电缆防盗报警装置
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。
第一语音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。热气球燃烧器
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，具有较强的过流能⼒，端⼦排采⽤品质及性能等同或优于类似菲尼克斯、万可、魏德⽶勒等品牌的产品。
4.4.3 保护性接地
柜内设有独⽴的PE接地系统，并且贯穿整个装置，PE线的材料采⽤铜排，能与低压开关柜柜体、接地保护导体通过螺钉可靠连接，其电阻值应不⼤于0.01欧。
柜体底板、框架、⾦属外壳及可打开的门体等外露导体部件通过⾦属螺钉和⾦属铰链等直接的相互有效连接，或通过由保护导体完成的相互有效连接以确保保护电路的连续性。
保护导体能承受装置的运输、安装时所受的机械应⼒和在单相接地短路事故中所产⽣的机械应⼒和热应⼒，其保护电路的连续性不被破
坏。
保护接地端⼦设置在容易接近之处，当罩壳或任何其它可拆卸的部件移去时，其位置能保证电器外壳与接地极或保护导体之间
的连接。保护接地端⼦的标志能清楚⽽永久性地识别。
4.4.4 母线、导线和布线
主电路母线和导线的允许载流量应不⼩于可能通过该电路最⼤⼯作电流的1.5倍。母线连接应紧固、接触良好、配置整齐美观，母线之间或母线与电器元件端⼦连接处应采取防电化腐蚀的措施，并保证载流件之间的连接有⾜够的持久压⼒，但不得使母线受⼒⽽永久变形。导线应为低烟⽆卤阻燃型电缆。
母线和导线的颜⾊应符合相关标准的规定。母线相序的排列应符合下表的规定(正⾯观察)。
母线的材料、连线和布置⽅式以及绝缘⽀持件应满⾜装置的预期额定短路耐受电流的要求。
辅助电路绝缘导线的截⾯应根据要承载的额定⼯作电流来选择，并满⾜相关国家规范。辅助电路的布线应整齐美观，不应贴近具有不同电位的裸露带电部件或有尖⾓的边缘敷设。导线不应⾃由晃动，应采⽤适当的⽀撑或装⼈⾏线槽内。
连⾄移动部件(例如门)上的电器元件的导线应采⽤多股铜芯绝缘导线。设计时应考虑到当该部件移动时不使连接导线承受过⼤的张⼒和产⽣机械损伤。
接线应在固定端⼦上进⾏，导线中间不允许有接线点，所有接线点应
牢固、接触良好、并有⾜够的持久压⼒。
⼀个接线端⼦⼀般只能连接⼀根导线，必要时允许连接⼆根导线，当需要连接⼆根以上导线时，应采取适当措施，以保证导线的可靠连接。连接到发热电器元件上的绝缘导线应考虑到发热元件对导线绝缘层的影响，应采取适当措施。
辅助电路绝缘导线的端部，应有与图样要求⼀致的连接标记，标记应清晰耐久。绝缘导线的额定电压，不得低于相应电路的额定⼯作电压。
雨水弃流井4.5 可靠性、可维护性、可扩展性
4.5.1 可靠性
设备在设计时必须采⽤⾼可靠性措施。这些措施应通过利⽤如下的技术以降低系统故障概率和有关影响正常运⾏的随机性：
（1）冗余措施
（2）使⽤已证明具有⾼可靠性的元件
（3）对系统安全，所选的不论是硬件还是软件的冗余⽅式，均要求任何⼀个导致⾮安全条件的故障或故障组合，其表现出的发⽣概率应⼩于10-11/⼯作⼩时。
（4）检测校验过程要有⾜够的频度，使类似或等同故障在⼆次检测之间不会发⽣。（5）平均⽆故障时间(MTBF)
投标⼈应在投标⽂件中对每⼀独⽴的⼦系统和整个系统提供MTBF值和可⽤性数值。全线系统可⽤性，应在⼯程的144⼩时、试运⾏、保证期内测试。（6）电磁辐射及兼容
对于电⼦设备应考虑防电磁⼲扰措施。任何⼦系统的运⾏都不应受其它⼦系统产⽣之电磁辐射的影响，或根据经验所知的城市电磁环境及地铁环境的影响。并应采取措施，解决电磁⼲扰/兼容的问题以及允许辐射电平和对电磁辐射灵敏性的问题。投标⼈投标时应提供EMC 兼容计划及其通过的电磁兼容型式试验报告。
（7）⾍害
所提供设备，应采⽤适当的措施以预防⾍害。 4.5.2 可维护性
设备应设计成只需最少的调整和预防性维护，以及运⾏维护。产品设计应包括故障隔离及诊断措施，以减少设备修复时间、维护材料和⼈⼯成本。
应通过制定合理的维修/更换策略、在线维修措施及维修⽀持设备的最佳运⽤来减少停机时间。
电⼦设备应维修到板级。
4.5.3 可扩展性
设备应尽量采⽤模块化设计的原则，在产品设计时应留有扩展能⼒，以适应远期扩展。因此，投标⼈应在产品设计中作相应考虑，以满⾜有关设备在扩展时的要求。
