摘要: 现今很多企业由于大量的投入使用非线性负载,导致系统谐波含量超标,从而引发纯电容补偿电容炸裂、功率因素降低甚至会影响同一电网下方其他负载的正常运行,在一定程度上影响企业生产效率;而有源滤波器的出现能彻底解决这一难题。下文中将介绍什么是有源滤波器,它的作用、工作原理、特点及优缺点是怎样的
现今很多企业由于大量的投入使用非线性负载,导致系统谐波含量超标,从而引发纯电容补偿电容炸裂、功率因素降低甚至会影响同一电网下方其他负载的正常运行,在一定程度上影响企业生产效率;而有源滤波器的出现能彻底解决这一难题。下文中将介绍什么是有源滤波器,它的作用、工作原理、特点及优缺点是怎样的,以便于大家能对有源滤波器有更好地认识和了解。
有源电力滤波器(Active Power Filter,简称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。
有源滤波器之所以称为有源,顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波),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。
有源滤波器示意图
1. 抑制电网谐振
抑制电网谐振不会与电网发生谐振,而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。这是无源滤波装置无法做到的。
2. 滤除电流谐波
可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波,从而使得配电网清洁高效,满足国标对配电网谐波的要求。该产品真正做到自适应跟踪补偿,可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿,80us响应负荷变化,20ms实现完全跟踪补偿。
3. 多种保护功能
具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能,以确保装置和电力系统安全运行,并可在负荷较轻时自动退出运行,充分考虑运行的经济性。
4. 改善系统不平衡状况
可完全消除因谐波引起的系统不平衡,在 设备容量许可的情况下,可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率。在确保滤除谐波功能的基础上有效改善系统不平衡状况。
有源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。它的两大组成部件是指令电流运算电路和补偿电流发生电路。指令电流运算电路能对线路中的电流进行实时监控,同时会将模拟电流信号转换为数字信号,经由高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理,达到将谐波与基波分离的效果,并以脉宽调制(PWM)信号的形式向补偿电流发生电路输送驱动脉冲,同时驱动IGBT或IPM的功率模块,以生成与电网谐波电流幅值相等且极性相反的补偿电流注入电网,再利用补偿电流对谐波电流进行补偿或抵消,最终达成主动消除电力谐波的作用。
有源滤波器原理图
1.滤波精度高,谐波电流滤除率可达97%以上;
2.滤波范围广,滤波次数:2--50次谐波及间谐波;
3.对负载的波动响应快,响应时间为1us;
4.动态注入电流以抑制谐波和补偿功率因数;
5.不会与系统发生谐振;
6.可多台组合扩展容量;
7.抑制系统过电压,改善系统电压稳定性
8.阻尼电力系统功率振荡;
9.能抑制电压闪变、补偿三相不平衡、提高功率因数;
10、系统的自我保护和稳定性极强。
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,最高适用电网电压不超过690V。
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