有源濾波器原理

　　導讀：有源濾波器是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補償無(wú)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(wú)功進(jìn)行補償。本文將介紹有源濾波器的工作原理。感興趣的同學(xué)快來(lái)學(xué)習吧。

有源濾波器原理——簡(jiǎn)介

　　有源濾波器之所以稱(chēng)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濾波器等傳統的諧波抑制和無(wú)功補償方法的缺點(diǎn)(傳統的只能固定補償)，實(shí)現了動(dòng)態(tài)跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無(wú)功。

　　三相電路瞬時(shí)無(wú)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(wèn)題。有源濾波器同無(wú)源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì )引起諧振，但相比之下價(jià)格要高得多。

有源濾波器原理——濾波原理

　　APF通過(guò)外部電流互感器實(shí)時(shí)采集電流信號，通過(guò)內部檢測電路分離出其中的諧波部分，通過(guò)IGBT功率變換器產(chǎn)生與系統中的諧波大小相等相位相反的補償電流，實(shí)現濾除諧波的功能。

　　APF輸出補償電流根據系統的諧波量動(dòng)態(tài)準確變化，因此不會(huì )出現過(guò)補償的問(wèn)題。另外，APF內部有過(guò)載保護功能，當系統的諧波量大于濾波器容量時(shí)，裝置可以自動(dòng)限制在100%額定容量輸出，不會(huì )發(fā)生過(guò)載。

有源濾波器原理——無(wú)功補償原理

　　用戶(hù)可以通過(guò)參數設置，使APF在濾除諧波的同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補償。

　　APF根據系統的無(wú)功功率，通過(guò)IGBT功率變換器產(chǎn)生容性或感性的基波電流，實(shí)現動(dòng)態(tài)無(wú)功補償的目的，補償目標值可以通過(guò)操作面板設定，不會(huì )出現過(guò)補償，并且補償平滑，不會(huì )產(chǎn)生對負載和電網(wǎng)的涌流沖擊。

有源濾波器原理——認識諧波的危害

　?、裨黾与娏υO施負荷，降低系統功率因數，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(xiàn)路浪費和電能損失;

　?、蛞馃o(wú)功補償電容器諧振和諧波電流放大，導致電容器組因過(guò)電流或過(guò)電壓而損壞或無(wú)法投入運行;

　?、螽a(chǎn)生脈動(dòng)轉矩致使電動(dòng)機振動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量和電機壽命;

　?、袅阈?3的倍數次)諧波電流會(huì )導致三相四線(xiàn)系統的中線(xiàn)過(guò)載，并在三角形接法的變壓器繞組內產(chǎn)生環(huán)流，使繞組電流超過(guò)額定值，嚴重時(shí)甚至引發(fā)事故。

　?、?諧波會(huì )改變保護繼電器的動(dòng)作特性，引起繼電保護設施的誤動(dòng)作，造成繼電保護等自動(dòng)裝置工作紊亂;

　?、鲇捎跍u流和集膚效應，使電機、變壓器、輸電線(xiàn)路等產(chǎn)生附加功率損耗而過(guò)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(diǎn)

　　可動(dòng)態(tài)濾除各次諧波，對系統內的諧波能夠完全吸收，不會(huì )產(chǎn)生諧振。

　?、窆澞?%～8%

　?、蚪等轀p少變壓器、斷路器、電纜投資

　?、筇岣呱a(chǎn)率和保持連續供電

　　但相對的缺點(diǎn)是造價(jià)高、且收硬件限制，一些大容量的場(chǎng)合不能夠應用，且最高電壓不超過(guò)690V。

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