有源電力濾波器(APF)是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置,它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進行補償,之所以稱為有源,顧名思義該裝置需要提供電源,其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法的缺點(傳統(tǒng)的只能固定補償),實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償,而且可以既補諧波又補無功;三相電路瞬時無功功率理論是APF發(fā)展的主要基礎(chǔ)理論;APF有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種,前者用的多;并聯(lián)有源濾波器主要是治理電流諧波,串聯(lián)有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問題。
有源濾波器同無源濾波器比較,治理效果好,主要可以同時濾除多次及高次諧波,不會引起諧振,但是價位相對高。
有源濾波器的基本工作原理
有源電力濾波器,是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。
指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流,并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,送入高速數(shù)字信號處理器(DSP)對信號進行處理,將諧波與基波分離,并以脈寬調(diào)制(PWM)信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖,驅(qū)動IGBT或IPM功率模塊,生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng),對諧波電流進行補償或抵消,主動消除電力諧波。
有源濾波器的用途
有源濾波器最主要的作用就是消除諧波,諧波引起的危害主要有以下幾種:
1.增加電力設(shè)施負荷,降低系統(tǒng)功率因數(shù),降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的有效容量和效率,造成設(shè)備浪費、線路浪費和電能損失;
2.引起無功補償電容器諧振和諧波電流放大,導(dǎo)致電容器組因過電流或過電壓而損壞或無法投入運行;
3.產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩致使電動機振動,影響產(chǎn)品質(zhì)量和電機壽命;
4.由于渦流和集膚效應(yīng),使電機、變壓器、輸電線路等產(chǎn)生附加功率損耗而過熱,浪費電能并加速絕緣老化;
5.諧波電壓以正比于其峰值電壓的形式增強了絕緣介質(zhì)的電場強度,降低設(shè)備使用壽命;
6.零序(3的倍數(shù)次)諧波電流會導(dǎo)致三相四線系統(tǒng)的中線過載,并在三角形接法的變壓器繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流,使繞組電流超過額定值,嚴重時甚至引發(fā)事故。
7.諧波會改變保護繼電器的動作特性,引起繼電保護設(shè)施的誤動作,造成繼電保護等自動裝置工作紊亂;
8.諧波變改變了電壓或電流的變化率和峰值,延緩電弧熄滅,影響斷路器的分斷容量;
9.使計量儀表特別是感應(yīng)式電能表產(chǎn)生計量誤差;
10.干擾鄰近的電力電子設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備和通訊設(shè)備,影響設(shè)備的正常運行。
有源濾波器的應(yīng)用場合
有源電力濾波器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和機關(guān)團體的配電網(wǎng)中,如:電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設(shè)備、石化企業(yè)、大型商場及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機場/港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機構(gòu)等。
根據(jù)應(yīng)用對象不同,有源電力濾波器的應(yīng)用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增長設(shè)備壽命減少設(shè)備損壞等作用。
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