天津市博寧電氣設(shè)備有限公司
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主營:動態(tài)無功補償
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有源濾波器技術(shù)需要在哪些方面進一步發(fā)展?
補償電力系統(tǒng)的諧波,改善供電質(zhì)量成為電力系統(tǒng)迫切需要解決的問題。由于無源濾波器體積大,重量大,濾波效果與負載有關(guān),且只能針對某些高次諧波進行補償,功能單一,因此80年代后隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展而出現(xiàn)了有源濾波器。盡管有源濾波器的發(fā)展前景好,但仍存在著幾個有待解決的問題,下文中分條闡述。
1.器件容量的增大和開關(guān)頻率的提高
為實現(xiàn)電流的快速控制,提高補償效果,開關(guān)頻率是關(guān)鍵,要求有源濾波器器件以高頻率工作。此外,應(yīng)用多重化技術(shù)也能提高有源濾波器器件的等效開關(guān)頻率。從經(jīng)濟的角度考慮,應(yīng)使用高容量、大功率的有源濾波器器件,但這與使用高頻率產(chǎn)生矛盾,因為大容量受到頻率的限制。如何從兩者中找到一個折衷,獲得較佳效果,是一個值得研究的問題。
2.降低裝置的價格并使其多功能化
有源濾波器能消除高次諧波,還能提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性,抑制閃變和補償無功等功能,一機多用顯然較為經(jīng)濟,也符合當今電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。然而有源濾波器造價較高,因此,如何提高源濾波器裝置的性能價格比,這是電力電子器件制造技術(shù)面臨的課題。
3.降低損耗,提高系統(tǒng)可靠性
再者,有源濾波器技術(shù)還應(yīng)該在降低損耗,提高系統(tǒng)可靠性這方面進一步發(fā)展。采用合理的開關(guān)頻率,選擇適當?shù)奈栈芈?,以提高裝置的使用效率,這是有源濾波器技術(shù)目前研發(fā)的重點。同時,采用過流、過壓保護技術(shù),故障診斷技術(shù)以使系統(tǒng)可靠工作,這是研發(fā)的有源濾波器廠家一直需要專研的問題。
由上文敘述概括而言,有源濾波器需要在器件容量的增大和開關(guān)頻率的提高、降低裝置的價格并使其多功能化,以及降低損耗,提高系統(tǒng)可靠性方面進一步提高和發(fā)展。相信我國電力有源濾波器器件的制造水平終有一天會媲美歐盟發(fā)達國家。
石化、建筑行業(yè)有源濾波器的作用
有源濾波器應(yīng)用在全部用電的行業(yè)中都能用到,其中石化和建筑行業(yè)是我們所熟悉并且息息相關(guān)的
先看下石化和建筑行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波特點:
石化行業(yè)配電系統(tǒng)諧波的特點:
由于生產(chǎn)的需要,石化行業(yè)中存在著大量泵類負載,并且不少泵類負載都配有變頻器。變頻器的大量應(yīng)用使得石化行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波含量**增加。目前絕大部分變頻器的整流環(huán)節(jié)都是應(yīng)用6脈沖整流將交流電轉(zhuǎn)化為直流電,因此所產(chǎn)生的諧波以奇數(shù)次諧波為主。
隨著樓宇智能化的不斷升級,數(shù)量眾多的小容量非線性負載,如計算機、熒光燈、不間斷電源、電梯扶梯以及變頻空調(diào)等被廣泛應(yīng)用于樓宇的各個角落,產(chǎn)生了大量的3次、5次、7次等諧波,其中3次諧波含量**。
諧波在石化行業(yè)中的危害:
諧波在石化系統(tǒng)中的危害主要表現(xiàn)在對電力設(shè)備的危害以及在計量方面的偏差。研究表明,諧波電流會使變壓器而產(chǎn)生附加損耗,從而引起過熱,使絕緣介質(zhì)老化加速,導(dǎo)致絕緣損壞。諧波的存在會使視在功率增加。不考慮諧波的情況下,視在功率S和有功功率P以及無功功率Q的關(guān)系為 ;在有諧波的情況下,必須考慮諧波功率D,其關(guān)系為;而D和Q一樣,都無法轉(zhuǎn)化為有用功。
由此可見,諧波對變壓器的使用效率產(chǎn)生重大的影響。同時,諧波對電力系統(tǒng)中的電容器、斷路器、繼電保護設(shè)備都有直接的影響。
對于很多測量儀表,并不能測量出真實的均方根值而是測量出平均值,
然后假想波形為正弦波,乘以一個校正系數(shù)而得到讀數(shù)。在諧波嚴重時,這樣的讀數(shù)會有較大的偏差,從而造成計量偏差。
諧波治理對石化、建筑行業(yè)的意義:
大量3次諧波使得中線上電流過大,甚至有可能超過相線電流,高次諧波的存在也會引起肌膚效應(yīng),引起導(dǎo)線過載發(fā)熱、絕緣損壞、進而發(fā)生短路、引起火災(zāi);而且大量敏感設(shè)備如計算機在諧波環(huán)境中的運行質(zhì)量也將大打折扣,花屏或死機現(xiàn)象時有發(fā)生。
通過諧波治理,消除樓宇電網(wǎng)諧波,降低中線電流,為各種敏感設(shè)備的可靠運行提供保障。
有源濾波器(Active Power Filter,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。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無源濾波器等傳統(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。