近幾年來，配電網(wǎng)中整流裝置、變頻調(diào)速裝置、工業(yè)電源以及各種電力電子裝置不斷曾加，造成了負荷的非線性、不平衡性使得電力系統(tǒng)的電壓、電流發(fā)生畸變，嚴(yán)重的影響了供電質(zhì)量。因此，為了解決電力系統(tǒng)中諧波和無功問題，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，人們提出了有效抑制諧波和補償無功的有源電力濾波器。下面一起來了解它的原理和作用吧：
1.簡介
有源電力濾波器(ActivePowerFilter，簡稱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。
有源濾波器之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源(用以補償主電路的諧波)，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。
有源濾波器示意圖
2.工作原理
有源濾波器是采用現(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。它的兩大組成部件是指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路。指令電流運算電路能對線路中的電流進行實時監(jiān)控，同時會將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)由高速數(shù)字信號處理器(DSP)對信號進行處理，達到將諧波與基波分離的效果，并以脈寬調(diào)制(PWM)信號的形式向補償電流發(fā)生電路輸送驅(qū)動脈沖，同時驅(qū)動IGBT或IPM的功率模塊，以生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等且極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，再利用補償電流對諧波電流進行補償或抵消，最終達成主動消除電力諧波的作用。
有源濾波器原理圖
3.作用
3.1濾除電流諧波
可以高效的濾除負荷電流中2~25次的各次諧波，從而使得配電網(wǎng)清潔高效，滿足國標(biāo)對配電網(wǎng)諧波的要求。該產(chǎn)品真正做到自適應(yīng)跟蹤補償，可以自動識別負荷整體變化及負荷諧波含量的變化而迅速跟蹤補償，80us響應(yīng)負荷變化，20ms實現(xiàn)完全跟蹤補償。
3.2改善系統(tǒng)不平衡狀況
可完全消除因諧波引起的系統(tǒng)不平衡，在設(shè)備容量許可的情況下，可根據(jù)用戶設(shè)定補償系統(tǒng)基波負序和零序不平衡分量并適度補償無功功率。在確保濾除諧波功能的基礎(chǔ)上有效改善系統(tǒng)不平衡狀況。
3.3抑制電網(wǎng)諧振
抑制電網(wǎng)諧振不會與電網(wǎng)發(fā)生諧振，而且在其容量許可范圍內(nèi)還可以有效抑制電網(wǎng)自身的諧振。這是無源濾波裝置無法做到的。
3.4多種保護功能
具備過流、過壓、欠壓、溫度過高、測量電路故障、雷擊等多種保護功能，以確保裝置和電力系統(tǒng)安全運行，并可在負荷較輕時自動退出運行，充分考慮運行的經(jīng)濟性。
以上就是有源濾波器的原理與作用介紹了。隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的進步，國產(chǎn)有源濾波器已經(jīng)在各種重大項目上的代替的進口產(chǎn)品。目前，有源濾波器已經(jīng)運用在提高電能質(zhì)量，解決三相電力系統(tǒng)中終端電壓調(diào)節(jié)，電壓波動抑制，電壓平衡改善以及諧波消除和無功補償?shù)葐栴}上。
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