天津市博寧電氣設備有限公司
經營模式:生產加工
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主營:動態(tài)無功補償
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石化、建筑行業(yè)有源濾波器的作用
有源濾波器應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)都是應用6脈沖整流將交流電轉化為直流電,因此所產生的諧波以奇數(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等被廣泛應用于樓宇的各個角落,產生了大量的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生附加損耗,從而引起過熱,使絕緣介質老化加速,導致絕緣損壞。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的關系為 ;在有諧波的情況下,必須考慮諧波功率D,其關系為;而D和Q一樣,都無法轉化為有用功。
由此可見,諧波對變壓器的使用效率產生重大的影響。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,引起導線過載發(fā)熱、絕緣損壞、進而發(fā)生短路、引起火災;而且大量敏感設備如計算機在諧波環(huán)境中的運行質量也將大打折扣,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,為各種敏感設備的可靠運行提供保障。
有源濾波器的內部控制原理:
隔離開關合閘后,為防止上電后電網(wǎng)對直流母線電容器的瞬間沖擊,有源濾波器首先通過軟起電阻對直流母線的電容器充電,這個過程會持續(xù)幾十秒。當母線電壓Udc達到預定值后,主接觸器閉合。直流電容作為儲能器件,通過IGBT逆變器和內部電抗器向外輸出補償電流提供能量。
APF有源濾波器通過外部CT實時采集電流信號送至信號調理電路,然后再送至FPGA控制器??刂破鲗⒒ǔ煞址蛛x,提取出所有的諧波,將采集到的諧波成分和APF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(wǎng)中,實現(xiàn)濾除諧波的功能。
有源濾波器與無源濾波器區(qū)別
有源濾波器工作原理
有源濾波器是通過向電網(wǎng)中注入與原有諧波電流幅值相等、相位相同、方向相反的電流,使流入電源的總諧波電流為零;無源濾波器是根據(jù)電容電阻固有的阻抗特性,對某一特定頻率的諧波呈低阻抗,為負載諧波電流提供較低的阻抗通道,與電網(wǎng)抗形成分流關系,使大部分該頻率的諧波電流流入濾波器而不流入電網(wǎng)。
無源濾波器工作原理
無源濾波器由LC等被動元件組成,將其設計為某頻率下極低阻抗,對相應頻率諧波電流進行分流,其行為模式為提供被動式諧波電流旁路通道;而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構成的電能變換設備,檢測負載諧波電流并主動提供對應的補償電流,補償后的源電流幾乎為純正弦波,其行為模式為主動式電流源輸出。