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什么是有源电力滤波器(APF),有源电力滤波器的工作原理

更新时间:2019-05-01 点击数:136

一、什么是有源电力滤波器(APF):

 

  有源电力滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿,之所以称为有源,

 

  顾名思义该装置需要提供电源,其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功;三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高!

 

  二、有源电力滤波器(APF)基本原理:

 

  有源电力滤波器,是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流,并将模拟电流信号转换为数字信号`,送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理,将谐波与基波分离,并以脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲,驱动IGBT或IPM功率模块,生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网,对谐波电流进行补偿或抵消,主动消除电力谐波。

 

  三、有源电力滤波器(APF)基本应用:

 

  谐波主要危害:

 

  •  增加电力设施负荷,降低系统功率因数,降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率,造成设备浪费、线路浪费和电能损失;

 

  •  引起无功补偿电容器谐振和谐波电流放大,导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行;

 

  •  产生脉动转矩致使电动机振动,影响产品质量和电机寿命;

 

  •  由于涡流和集肤效应,使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热,浪费电能并加速绝缘老化;

 

  •  谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度,降低设备使用寿命;

 

  •  零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线系统的中线过载,并在三角形接法的变压器绕组内产生环流,使绕组电流超过额定值,严重时甚至引发事故。

 

  •  谐波会改变保护继电器的动作特性,引起继电保护设施的误动作,造成继电保护等自动装置工作紊乱;

 

  •  谐波变改变了电压或电流的变化率和峰值,延缓电弧熄灭,影响断路器的分断容量;

 

  •  使计量仪表特别是感应式电能表产生计量误差;

 

  •  干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备,影响设备的正常运行。

 

  四、有源滤波的优点和缺点:

 

  优点:可动态滤除各次谐波,对系统内的谐波能够完全吸收;不会产生谐振。

 

  缺点:造价太高;受硬件限制,在大容量场合无法使用:有源滤波容量单套不超过100KVA,目前最高适用电网电压不超过450V.

 

  五、应用场合

 

  有源电力滤波器可广泛应用于工业、商业和机关团体的配电网中,如:电力系统、电解电镀企业、水处理设备、石化企业、大型商场及办公大楼、精密电子企业、机场/港口的供电系统、医疗机构等。根据应用对象不同,BSAPF有源电力滤波器的应用将起到保障供电可靠性、降低干扰、提高产品质量、增长设备寿命减少设备损坏等作用。

 

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