APF原理
有源濾波技術(shù)原理
APF 有源濾波裝置采用主動(dòng)控制動(dòng)態(tài)諧波注入(OCDI)技術(shù),通過(guò)檢測(cè)負(fù)載回路中電流波形獲取負(fù)載電流諧波信號(hào),采用先進(jìn)數(shù)字信號(hào)技術(shù)分析處理諧波信號(hào)并經(jīng)由智能IGBT模塊控制技術(shù),將反相諧波電流注入負(fù)載配電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)2~51次諧波的完全消除。
有源濾波器工作原理,如圖所示,圖中表示了系統(tǒng)電流、負(fù)載諧波源畸變波形和有源濾波器產(chǎn)生的反向諧波電流波形。
APF在低壓系統(tǒng)中的應(yīng)用
我國(guó)低壓配電一般采用三相五線(xiàn)系統(tǒng),有三根相線(xiàn)、一根中線(xiàn)以及以及一根地線(xiàn)。在實(shí)際系統(tǒng)中,既有三相負(fù)載也有單相負(fù)載,不同的場(chǎng)合負(fù)載類(lèi)型、數(shù)量、比例也不盡相同。在一般民用領(lǐng)域,三相負(fù)載較少,主要為單相負(fù)載。在配電施工時(shí),根據(jù)負(fù)載狀況合理分配三相供電,以減小中線(xiàn)電流。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,各類(lèi)電子設(shè)備、節(jié)能燈、熒光燈、變頻電器越來(lái)越多的應(yīng)用于民用建筑中。而這些設(shè)備、燈具在不斷滿(mǎn)足人們生活的同時(shí),也在向電網(wǎng)中注入大量的諧波電流。在負(fù)載較為集中的場(chǎng)合,其諧波含量甚至較工業(yè)企業(yè)更為嚴(yán)重。
諧波的危害有很多,在民用配電中顯著地問(wèn)題是中線(xiàn)電流過(guò)大。在民用建筑中,單相負(fù)載是主要負(fù)載,對(duì)于理想線(xiàn)性三相系統(tǒng)而言,如果三相負(fù)載是平衡的,中線(xiàn)電流為零。在實(shí)際中,如果沒(méi)有諧波電流,三相負(fù)載分配得當(dāng),中線(xiàn)電流是很小的。然而,大量非線(xiàn)性負(fù)載產(chǎn)生的三次諧波在中線(xiàn)上是相疊加的,其不可能通過(guò)調(diào)整三相負(fù)載平衡而減小或消除。通過(guò)對(duì)某些場(chǎng)合諧波測(cè)試可以看到,中線(xiàn)上的電流可能超過(guò)相線(xiàn)。根據(jù)波形測(cè)量可以看到,中線(xiàn)上的電流幾乎全部為三次諧波電流。在三相四線(xiàn)配電系統(tǒng)上的相線(xiàn)上的諧波電流也主要為三次諧波。由三次諧波導(dǎo)致的中線(xiàn)電流過(guò)大會(huì)使中線(xiàn)發(fā)熱,嚴(yán)重的話(huà)回引起中線(xiàn)被燒著引起火災(zāi)。同時(shí),諧波電流作用在中線(xiàn)阻抗上產(chǎn)生中線(xiàn)電壓,中線(xiàn)也可能使人觸電,引起危險(xiǎn)。過(guò)大的諧波電流也可能導(dǎo)致保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作,引起未知原因的跳閘斷電現(xiàn)象。諧波也會(huì)增加線(xiàn)路和變壓器的損耗,浪費(fèi)電能。
APF適用范圍
APF有源濾波裝置可廣泛應(yīng)用于存在電壓電流諧波及功率因數(shù)過(guò)低的工業(yè)、商業(yè)和機(jī)關(guān)團(tuán)體的配電網(wǎng)中,如:電力系統(tǒng)、石油、化工、煙草、液晶、制藥、造船、汽車(chē)制造、電信、水泥、礦山、地鐵、電氣化鐵路、造紙、精密機(jī)械加工、紡織、印刷、半導(dǎo)體制造、精密電子、機(jī)場(chǎng)、港口、醫(yī)療等供電與配電系統(tǒng)。
APF有源電力濾波器是采用先進(jìn)的電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)支撐的新型電力諧波治理專(zhuān)用設(shè)備。該裝置采用矢量篩選技術(shù),可對(duì)2~50次諧波之間進(jìn)行有選擇的補(bǔ)償或者全部的諧波補(bǔ)償。該裝置集動(dòng)態(tài)濾波、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償于一體,性能優(yōu)異,具有響應(yīng)速度快、濾波精度搞、不受系統(tǒng)參數(shù)影響的優(yōu)點(diǎn),是理想的諧波治理產(chǎn)品。
APF還可專(zhuān)門(mén)用于無(wú)功補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)快速補(bǔ)償無(wú)功功率波動(dòng)的性能。
諧波的主要危害
1、使公用電網(wǎng)用電設(shè)備產(chǎn)生附加諧波損耗,降低系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電及用電設(shè)備的效率。
2、影響用電設(shè)備的正常工作,造成變壓器、電動(dòng)機(jī)等的機(jī)械運(yùn)動(dòng),使得噪聲和溫升顯著增加。
3、引起設(shè)備和線(xiàn)路的額外發(fā)熱,加速絕緣老化,降低設(shè)備使用壽命。
4、導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng),導(dǎo)致區(qū)域性的停電事故。
5、引起供電電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧波和串聯(lián)諧波,造成諧波放大,加劇諧波影響。
6、使電氣測(cè)量?jī)x表產(chǎn)生誤差,影響部分傳感器工作。
7、導(dǎo)致三相四線(xiàn)制系統(tǒng)的中性線(xiàn)上出現(xiàn)大電流而引發(fā)系統(tǒng)事故。
8、干擾臨近的電力、電子設(shè)備和通訊系統(tǒng),影響設(shè)備的正常運(yùn)行。
產(chǎn)品特性與經(jīng)濟(jì)效益
產(chǎn)品特性
(1) 補(bǔ)償動(dòng)態(tài)的無(wú)功功率;
(2) 濾波系統(tǒng)的濾波效果受電力系統(tǒng)阻抗的影響??;
(3) 濾波系統(tǒng)的濾波性能好:
(4) 電力系統(tǒng)阻抗和濾波器之間不會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振:
(5) 同一交流系統(tǒng)中其它濾波負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流不會(huì)流入有源濾波器;
(6) 系統(tǒng)中有源濾波器的容量比無(wú)源濾波器的要小的多,初始投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較低。
三相四線(xiàn)辦公設(shè)備使用MSAPF4L前后效果比較
電網(wǎng)電流 | 使用MSAPF前 | 使用MSAPF后 |
波形 | ||
諧波含量(THD) | 75% | 3.9% |
3次諧波 | 65% | 3.4% |
5次諧波 | 23% | 2.9% |
7次諧波 | 17% | 1.8% |
9次諧波 | 25% | 1.3% |
11次諧波 | 6% | 2.7% |
13次諧波 | 5% | 1.0% |