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      • APF有源電力濾波器的工作原理
      • 日期:2019.05.20    瀏覽:258次    字體:       
      • 資訊簡述:

        有源電力濾波器簡稱APF通過電流互感器檢測負載電流,并通過內部DSP計算,提取出負載電流中的諧波成分,然后通過PWM信號發送給內部IGBT,控制逆變器產生一個和負載諧波電流大小相等,方向相反的諧波電流注入到電網中,達到濾波的目的。

      • 有源電力濾波器,統稱有源濾波器,英文名Active Power Filter,簡稱APF。是一種并聯諧波補償裝置。利用外部電流互感器實時監測負載電流,內部DSP計算負載電流的諧波含量,并將控制信號發送給逆變器??刂颇孀兤鳟a生一個注入電網的諧波電流,等于負載的諧波電流和反方向的諧波電流,實現了有源濾波功能。有源濾波器區別于傳統LC濾波器的固定補償方式,它實現了動態跟蹤補償,能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行精確補償,是目前應用于電能質量治理的新型電力電子裝置。

        工作原理

        有源電力濾波器通過電流互感器檢測負載電流,并通過內部DSP計算,提取出負載電流中的諧波成分,然后通過PWM信號發送給內部IGBT,控制逆變器產生一個和負載諧波電流大小相等,方向相反的諧波電流注入到電網中,達到濾波的目的。指令電流檢測電路的功能主要是從負載電流中分離出諧波電流分量和基波無功電流,然后將其反極性作用后發生補償電流的指令信號。電流跟蹤控制電路的功能是根據主電路產生的補償電流,計算出主電路各開關器件的觸發脈沖,此脈沖經驅動電路后作用于主電路。這樣電源電流中只含有基波的有功分量,從而達到消除諧波與進行無功補償的目的。根據同樣的原理,電力有源濾波器還能對不對稱三相電路的負序電流分量進行補償,其工作原理如下圖所示:
        APF有源電力濾波器工作原理

        技術特點

        1、APF內部均采用國際著名品牌、技術成熟、性能先進的元器件。
        2、獨立于電網系統阻抗之外,不受電網系統阻抗影響,不發生諧振與諧波電壓放大,安全性好。
        3、諧波補償,可同時濾除2~50次諧波電流 。
        4、內置諧波補償、無功補償、不平衡補償等多種補償功能,用戶可自行設定選擇補償功能。
        5、設計選型簡單,只需測量諧波電流大小 。
        6、單相動態注入電流,不受系統不平衡影響 。
        7、具備完整的保護功能,包括過載、過電壓、欠電壓、過電流等,以及自診斷功能。
        8、具有緩啟動控制回路,避免啟動瞬間過大的沖擊電流,并限制在額定范圍內。
        9、采用通用的modbus遠程通信協議,通信接口為RS485/232和CAN總線。
        10、擴展性能好,可多臺APF并聯應用。
        11、友好的操作和顯示人機界面,可提供完整的現場信息。
        12、獨創的智能啟動系統,具備一鍵并網和系統斷電裝置自動投入等功能。
        13、電纜可從裝置柜體頂部或底部進入,安裝靈活。
        14、出色的結構設計,易于安裝和維護。

        主要應用的范圍
        1、變頻設備的應用場合
        隨著技術的進步,變頻設備大量應用于各類場合,變頻設備會產生大量的諧波,因此,這類場合是有源濾波器主要的目標市場之一。
        2、不穩定負荷的應用場合
        不穩定負荷不是有源濾波器的主要市場,但它是電力系統一個極其重要的方面,因為不穩定的負荷雖然所占比例不大,但是它們對電力系統產生的影響卻遠遠大于其它負荷所造成的影響,因此對于該類應用場合也應作為有源濾波器的主要市場方向之一。
        3、鋼鐵廠
        鋼鐵廠的電弧爐、軋鋼機等是主要的諧波發生設備,且主要是沖擊性負荷,對鋼鐵廠附近的其它負荷有很大影響。同時,諧波問題對鋼鐵廠無功補償的影響很大,所以應以無功補償和諧波治理同時處理作為目標。
        4、有色冶金
        有色冶金的負荷除電弧爐性質的負荷外,還由于采用直流濕法冶金而產生大量的直流成分。
        5、港口機械
        港機是大型的提升設備,一般都采用很大的變頻器,因此是港口機械主要的諧波發生源,因此對于該類應用場合也應作為有源濾波器的市場方向之一。
        6、電氣化鐵路
        電氣化鐵路一般使用直流電機拖動,因此是一個市政方面的主要諧波源。根據現有上海、北京等地電氣化鐵路的運行情況,大多數系統都安裝了濾波器。預計本產品可以達到電氣鐵路濾波器國產化的作用。
        7、高精度自動化生產線 高精度自動化生產線本身不產生諧波,但是對于電能質量有很高的要求,因此需要在高精度自動化生產線的供電側安裝有源濾波器,以降低諧波對生產線的影響。
        8、辦公大樓、大型商業區等節能燈和空調集中場所
        辦公大樓、大型商業區等節能燈和空調集中場所的諧波情況也非常嚴重,治理方法宜采用集中治理方法,以節省成本。
        有源電力濾波器的應用領域

        四大優勢
        綠色化
        1、效率達97.2%,比效率為95%的有源濾波器年節約電能6,500kwh。
        2、基于精確模型的熱設計和結構優化。
        3、效率更高的拓撲增強型控制算法。
        小型化
        1、體積僅為同類主流品牌1/6,占用更少空間。
        2、適應不同的工況安裝創新,掛壁式或機架式安裝使用更少的原材料,保護環境。
        智能化
        補償指定次數諧波可調感性,容性無功補償系統不平衡負載自動檢測、抑制系統諧振全功能監控系統。
        模塊化
        N+1冗余,顯著提高系統可靠性系統生產,更出色質量保證減少系統單故障,更出色質量保證減少系統單故障點靈活并聯,適應不同工況。

        APF有源濾波器最終實現的目的
        1、提高企業設備的供電質量,提供設備運行的可靠性,減少因設備誤動作而造成的經濟損失。
        2、降低用電設備發熱,減少絕緣老化,從而提高設備的使用壽命,減少設備的維護費用。
        3、減少電容器的諧振幾率,提高用電安全。
        4、減少諧波產生的電磁干擾,保障弱點系統正常工作。
        5、 滿足國家及地方標準要求,避免罰款。
         

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