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該裝置由電容器、電抗器,有時還包括電阻器等無源元件組成,以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路,以達到抑制高次諧波的作用;由于SVC的調節(jié)范圍要由感性區(qū)擴大到容性區(qū),所以濾波器與動態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián),這樣既滿足無功補償、改善功率因數,又能消除高次諧波的影響。
國際上廣泛使用的濾波器種類有:各階次單調諧濾波器、雙調諧濾波器、二階寬頗帶與三階寬頻帶高通濾波器等。
電力有源濾波器(APF)的原理:有源電力濾波器(APF)是通過電流互感器檢測負載電流,并且通過內部的計算提取出有關負載電流的諧波成分。然后通過信號的發(fā)送給內部控制逆變器,從而產生一個和負載電流大小相等但是方向相反的諧波電流。
有源濾波器APF的作用:1、濾除電流諧波;2、改善系統(tǒng)不平衡狀況;3、抑制電網諧振不會與電網發(fā)生諧振;4、具備過流、過壓、欠壓、溫度過高、測量電路故障、雷擊等多種保護功能。
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中,實現濾除諧波的功能。
諧波治理及無源濾波與有源濾波的區(qū)別
目前諧波治理的技術主要有無源濾波技術和有源濾波技術兩種。無源濾波技術是目 前應用為廣泛的諧波抑制手段,它是按照希望抑制的諧波次數專門量身制造的,采用電感、電容的調諧原理,將諧波陷落在濾波器中,以減少對電網的注入。無源 濾波裝置結構簡單,成本較低,技術已比較成熟,但是也存在著難以克服的缺陷:
1、濾波特性受系統(tǒng)參數的影響較大,極易與系統(tǒng)或者其它濾波支路發(fā)生串并聯(lián)諧振;
2、只能消除特定的幾次諧波,而對其他的某次諧波則會產生放大作用;
3、濾波、無功補償、調壓等要求之間有時難以協(xié)調;
4、諧波電流增大時,濾波器負擔隨之加重,可能造成濾波器過載,甚至損壞設備。
5、有效材料消耗多,體積大。
有源濾波技術作為一種新型的諧波治理方法,是消除諧波污染、提高電能質量的有效工具,與無源濾波技術相比,有著的優(yōu)勢,主要表現在以下幾個方面。
1、實現了動態(tài)補償,可對頻率和大小均變化的無功功率進行補償,對補償對象的變化有極快的響應速度;
2、有源濾波裝置是一個高阻抗電流源,它的接入對系統(tǒng)阻抗不會產生影響,因此此類裝置適合系列化,規(guī)?;a;
3、當電網結構發(fā)生變化時裝置受電網阻抗的影響不大,不存在與電網阻抗發(fā)生諧振的危險,同時能抑制串并聯(lián)諧振
4、補償無功功率時不需要儲能元件,補償諧波時所需要的儲能元件不大
5、用同一臺裝置可同時補償多次諧波電流和非整數倍次的諧波電流,既可以對一個諧波和無功源進行單獨補償,也可對多個諧波和無功源進行集中補償
6、當線路中的諧波電流突然增大時有源濾波器不會發(fā)生過載,并且能正常發(fā)揮作用,不需要與系統(tǒng)斷開
7、裝置可以僅輸出所需要補償的高次諧波電流,不輸出基波無功功率,不但減小了有源濾波器的總容量,還可以避免輕負荷時發(fā)生無功倒送現象。