華坤HKK-APFG有源電力濾波器抑制諧波的六種措施

發(fā)布時間:2018,07,27

華坤APFG有源電力濾波器概述

APFG有源電力濾波器是一種真正有效的諧波治理解決方案,采用最先進的有源諧波補償技術、動態(tài)消除電網諧波。實時檢測非線性負載產生的電流波形,經過先進FFT算法分析出諧波部分,再通過IGBT逆變電路輸出等同的諧波電流,以抵消負載諧波,確保從電網吸取的電流為正弦波,實現(xiàn)諧波濾除功能。APFG有源電力濾波器還提供超前或滯后的無功電流,用于改善電網的功率因數(shù),實現(xiàn)動態(tài)無功補償。

APFG有源電力濾波器工作原理:

斷路器合閘后,APFG首先通過預充電電阻對直流母線的電容器進行限流充電,這個過程會持續(xù)幾秒鐘,是防止上電后對直流母線電容器的瞬間沖擊。當母線電壓Udc達到預定值后,預充電結束,主接觸器閉合。直流電容作為儲能元件,為通過IGBT逆變器和內部電抗器向外輸出補償電流提供能量。

APFG通過外部CT實時采集電流信號送至信號處理電路,然后再送FPGA給控制器,控制器將基波成分分離,并提取出所有的諧波;控制器會將采集到的諧波成分和APFG已發(fā)出的補償電流比較得到差值作為實時補償信號輸出到驅動電路,觸發(fā)IGBT變換器將補償諧波電流注入到電網中,實現(xiàn)濾除諧波的功能。

為了能夠改善非線性負載對電網質量的影響,一般有六種抑制諧波的措施:

1、可以增大供電系統(tǒng)容量;

2、使用特殊變壓器相角差變換:

  這種方法的投資要相對大一些,而且由于特殊變壓器串聯(lián)在電網與負載之間,形成了附加阻抗,降低了電網的實際帶載能力;當負載發(fā)生較大增容時也會受到一定的限制,這樣結果就會使殘余次諧波所產生的電壓失真度增大。

3、可以增加多橋式整流器的整流脈動數(shù):

   在工業(yè)生產中可控硅整流器可以說是一種最常見的變流設備,三相全控橋式整流是應用最普通的設備,也是諧波含量較高的設備,在有色金屬冶煉中,一般是用12脈沖整流器,甚至24脈沖整流器,這樣做諧波電流是被抑制住了,但是一次性投資仍然很高,而且采用的功率電路復雜,設備的可靠性相對降低。

4、串聯(lián)電抗器:

   串聯(lián)電抗器對平滑諧波電流是有一定的作用,電路也很簡單,制造成本較低,大多應用在整流器之前,如:變頻器,調光器等。但其阻抗較高,損耗較大,所以其抑制諧波的作用受到限制,通常只能使電流失真度降低50%左右。

5、無源濾波器:

   這是應用比較廣泛的諧波抑制手段。它是按照希望抑制的諧波次數(shù)專門度身定造的,采用電感電容的調諧原理,將高次諧波陷落在濾波器中,以減少對電網的注入。但是這種濾波器對于負載諧波頻譜發(fā)生變化時,就顯得軟弱無力了。如果是多臺濾波器并聯(lián)使用或補償?shù)臒o功功率與負載的需求不一致,還可能造成供電系統(tǒng)的諧振現(xiàn)象。

6、有源濾波器:

   有源濾波器作為一種新型的諧波治理技術,是消除諧波污染、提高電能質量比較有效的工具。很早之前就有學者提出用磁補償消諧方法,但是因為受到功率半導體器件水平的限制,所以有源濾波器還未能進入實用化階段。隨著快速、大功率電力電子開關器件的研制成功,基于瞬時無功理論的瞬時空間矢量法的提出,以及微機控制技術和數(shù)字信號處理技術的不斷發(fā)展,有源濾波技術得到了極大的發(fā)展,在工業(yè)上得到了廣泛的應用。


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華坤APFG有源濾波器