天津市博寧電氣設備有限公司
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BN-SVG,軋機無功補償,BN-APF
有源電力濾波器的分類及介紹
根據(jù)連接電網(wǎng)方法分類
根據(jù)電網(wǎng)接入方式的不同,有源電力濾波器主要分為并接型APF,串連型APF,復合型APF。
并聯(lián)式有源過濾器
串聯(lián)型APF有源電力濾波器的主電路和負荷通常并聯(lián)連接到電網(wǎng)上,主要通過引入補償電流來補償電流負荷的諧波、無功功率和負序電流。現(xiàn)階段并聯(lián)有源過濾器技術完善,也是現(xiàn)階段廣泛使用的有源過濾器擴??蚣軋D如下:
并接式有源電力濾波器
串聯(lián)式有源過濾器
串連型APF主要用于去除工作電壓諧波源系統(tǒng)的影響,其中正常負常負荷電流,消耗較大,一般應用較少。而且各種保護電路也比較復雜,所以很少科學研究單一的串聯(lián)有源過濾器,大部分都是作為復合有源過濾器的一部分進行科學研究。
有源電力濾波器優(yōu)勢
低紋波電流,高電流響應速度
紋波電流和電流響應速度是矛盾的兩個指標。作為有源電力濾波器,其基本原理是檢測負載諧波,注入反相諧波,以諧波的相互抵消達到濾波的目的。一般的有源電力濾波器是一個電流模式控制的電壓源逆變器。輸出電流是通過逆變器輸出的電壓作用在輸出電感上產生的。逆變器采用脈沖寬度調制,根據(jù)電工的基本原理,紋波電流決定于開關頻率、直流母線電壓、輸出電感的大小,與電流環(huán)的控制無關。開關頻率越高紋波電流越小、直流母線電壓越高,紋波電流越大;輸出電感越大,紋波電流越小。而逆變器期望的輸出電流是由電流環(huán)所控制。有源電力濾波器輸出諧波電流,如果按基波50Hz,補償50次諧波計算,較高諧波頻率將達到2.5kHz。有源電力濾波器對電流響應速度有很高的要求。電流響應速度與直流母線電壓和輸出電感大小有關。直流母線電壓越高,電流響應越快;輸出電感越大,電流響應越慢。我們期望輸出紋波電流越小越好,電流響應速度越快越好,這是一對矛盾。
諧波的影響
諧波電壓在許多情況下能使正弦波變得更尖,不僅導致電機、變壓器、電容器等電氣設備的磁滯及渦流損耗增加,而且使絕緣材料承受的電應力增大。諧波電流能使變壓器的銅耗增加,所以電機、變壓器在嚴重的諧波負載下將產生局部過熱、振動和噪聲增大、溫升增加,從而加速絕緣老化、縮短變壓器等電氣設備的使用壽命、浪費日趨寶貴的能源、降低供電可靠性。
由于電機、變壓器、電力電容器、電纜等負載處于經(jīng)常的變動之中,極易與電網(wǎng)中含有的大量諧波源構成串聯(lián)或并聯(lián)的諧振條件,形成諧波振蕩,產生過電壓或過電流,危及電機、變壓器等負載及電力系統(tǒng)的安全運行,引發(fā)輸配電事故的發(fā)生。
電網(wǎng)諧波將使測量儀表、計量裝置產生誤差,達不到正確指示及計量。斷路器開斷諧波含量較高的電流時,斷路器的開斷能力將大大降低,造成電弧重燃,發(fā)生短路,甚至斷路器。