有源濾波器原理

導讀：有源濾波器是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償。本文將介紹有源濾波器的工作原理。感興趣的同學快來學習吧。

有源濾波器原理——簡介

有源濾波器之所以稱為有源，顧名思義就是該裝置需要提供電源(用以補償主電路的諧波)，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)展的主要基礎理論，APF有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，用的多為并聯(lián)型的，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，但相比之下價格要高得多。

有源濾波器原理——濾波原理

APF通過外部電流互感器實時采集電流信號，通過內部檢測電路分離出其中的諧波部分，通過IGBT功率變換器產生與系統(tǒng)中的諧波大小相等相位相反的補償電流，實現(xiàn)濾除諧波的功能。

APF輸出補償電流根據(jù)系統(tǒng)的諧波量動態(tài)準確變化，因此不會出現(xiàn)過補償?shù)膯栴}。另外，APF內部有過載保護功能，當系統(tǒng)的諧波量大于濾波器容量時，裝置可以自動限制在100%額定容量輸出，不會發(fā)生過載。

有源濾波器原理——無功補償原理

用戶可以通過參數(shù)設置，使APF在濾除諧波的同時進行動態(tài)無功補償。

APF根據(jù)系統(tǒng)的無功功率，通過IGBT功率變換器產生容性或感性的基波電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康?，補償目標值可以通過操作面板設定，不會出現(xiàn)過補償，并且補償平滑，不會產生對負載和電網的涌流沖擊。

有源濾波器原理——認識諧波的危害

Ⅰ增加電力設施負荷，降低系統(tǒng)功率因數(shù)，降低發(fā)電、輸電及用電設備的有效容量和效率，造成設備浪費、線路浪費和電能損失;

Ⅱ引起無功補償電容器諧振和諧波電流放大，導致電容器組因過電流或過電壓而損壞或無法投入運行;

Ⅲ產生脈動轉矩致使電動機振動，影響產品質量和電機壽命;

Ⅳ零序(3的倍數(shù)次)諧波電流會導致三相四線系統(tǒng)的中線過載，并在三角形接法的變壓器繞組內產生環(huán)流，使繞組電流超過額定值，嚴重時甚至引發(fā)事故。

Ⅴ 諧波會改變保護繼電器的動作特性，引起繼電保護設施的誤動作，造成繼電保護等自動裝置工作紊亂;

Ⅵ由于渦流和集膚效應，使電機、變壓器、輸電線路等產生附加功率損耗而過熱，浪費電能并加速絕緣老化;

有源濾波器原理——有源濾波器的優(yōu)點

可動態(tài)濾除各次諧波，對系統(tǒng)內的諧波能夠完全吸收，不會產生諧振。

Ⅰ節(jié)能5%～8%

Ⅱ降容減少變壓器、斷路器、電纜投資

Ⅲ提高生產率和保持連續(xù)供電

但相對的缺點是造價高、且收硬件限制，一些大容量的場合不能夠應用，且最高電壓不超過690V。

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