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[導(dǎo)讀]有源濾波器是用電流互感器采集直流線路上的電流,經(jīng)采樣,將所得的電流信號(hào)進(jìn)行諧波分離算法的處理,得到諧波參考信號(hào),作為的調(diào)制信號(hào),與三角波相比,從而得到開關(guān)信號(hào),用此開關(guān)信號(hào)去控制單相橋,根據(jù)技術(shù)的原理,將上下橋臂的開關(guān)信號(hào)反接,就可得到與線上諧波信號(hào)大小相等、方向相反的諧波電流,將線上的諧波電流抵消掉。這是前饋控制部分。再將有源濾波器接入點(diǎn)后的線上電流的諧波分量反饋回來(lái),作為調(diào)節(jié)器的輸入,調(diào)整前饋控制的誤差。

有源濾波器是用電流互感器采集直流線路上的電流,經(jīng)采樣,將所得的電流信號(hào)進(jìn)行諧波分離算法的處理,得到諧波參考信號(hào),作為的調(diào)制信號(hào),與三角波相比,從而得到開關(guān)信號(hào),用此開關(guān)信號(hào)去控制單相橋,根據(jù)技術(shù)的原理,將上下橋臂的開關(guān)信號(hào)反接,就可得到與線上諧波信號(hào)大小相等、方向相反的諧波電流,將線上的諧波電流抵消掉。這是前饋控制部分。再將有源濾波器接入點(diǎn)后的線上電流的諧波分量反饋回來(lái),作為調(diào)節(jié)器的輸入,調(diào)整前饋控制的誤差。

APF及其應(yīng)用

隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的進(jìn)步,國(guó)產(chǎn)有源濾波器已經(jīng)在各種重大項(xiàng)目上的代替的進(jìn)口產(chǎn)品,僅2012年,國(guó)產(chǎn)有源濾波器產(chǎn)品的銷售額已經(jīng)超過(guò)進(jìn)口品牌5倍之多,有源電力濾波器APF以其巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、強(qiáng)大功能、逐漸下降的價(jià)格,必將最終取代傳統(tǒng)無(wú)源型濾波器PF。在APF的發(fā)展過(guò)程中,模塊化的有源濾波設(shè)備以其體積小,安裝方便,集成化程度高,工作穩(wěn)定,擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)慢慢取代了傳統(tǒng)的柜式APF,在未來(lái)的5年中,模塊化的有源濾波APF與靜止無(wú)功發(fā)生器SVG的組合必將成為電能質(zhì)量行業(yè)中最有力的解決方案,并被市場(chǎng)廣泛的認(rèn)可。

有源電力濾波器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和機(jī)關(guān)團(tuán)體的配電網(wǎng)中,如:電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設(shè)備、石化企業(yè)、大型商場(chǎng)及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機(jī)場(chǎng)/港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等。根據(jù)應(yīng)用對(duì)象不同,有源電力濾波器的應(yīng)用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增長(zhǎng)設(shè)備壽命減少設(shè)備損壞等作用。

■通信行業(yè)為了滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)中心機(jī)房的運(yùn)行需要,通信配電系統(tǒng)中的UPS使用容量在大幅上升。據(jù)調(diào)查,通信低壓配電系統(tǒng)主要的諧波源設(shè)備為UPS、開關(guān)電源、變頻空調(diào)等。其產(chǎn)生的諧波含量都較高,且這些諧波源設(shè)備的位移功率因數(shù)極高。通過(guò)使用有源濾波器可以提高通信系統(tǒng)及配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,延長(zhǎng)通信設(shè)備及電力設(shè)備的使用壽命,并且使配電系統(tǒng)更符合諧波環(huán)境的設(shè)計(jì)規(guī)范。

■半導(dǎo)體行業(yè)大多數(shù)半導(dǎo)體行業(yè)的3次諧波非常嚴(yán)重,主要是由于企業(yè)中使用了大量的單相整流設(shè)備。3次諧波屬于零序諧波,具備在中性線匯集的特點(diǎn),導(dǎo)致中性線壓力過(guò)大,甚至出現(xiàn)打火現(xiàn)象,存在著極大的生產(chǎn)安全隱患。諧波還會(huì)造成斷路器跳閘,耽誤生產(chǎn)時(shí)間。3次諧波在變壓器內(nèi)形成環(huán)流,加速了變壓器的老化。嚴(yán)重的諧波污染必然對(duì)配電系統(tǒng)中的設(shè)備使用效率和壽命造成影響。

■石化行業(yè)由于生產(chǎn)的需要,石化行業(yè)中存在著大量泵類負(fù)載,并且不少泵類負(fù)載都配有變頻器。變頻器的大量應(yīng)用使石化行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波含量大大增加。絕大部分變頻器整流環(huán)節(jié)都是應(yīng)用6脈沖將交流轉(zhuǎn)化為直流,因此產(chǎn)生的諧波以5次、7次、11次為主。其主要危害表現(xiàn)為對(duì)電力設(shè)備的危害及在計(jì)量方面的偏差。使用有源濾波器可以很好地解決這方面的問(wèn)題。

■化纖行業(yè)為大幅提高熔化率、提高玻璃的熔化質(zhì)量,以及延長(zhǎng)爐齡、節(jié)省能源,在化纖行業(yè)常用到電助熔加熱設(shè)備,借助電極把電直接送入燃料加熱的玻璃池窯中。這些設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的諧波,且三相諧波的頻譜和幅值差別比較大。

■鋼鐵/中頻加熱行業(yè)鋼鐵業(yè)中常用到的中頻爐、軋機(jī)、電弧爐等設(shè)備都會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響,使電容補(bǔ)償柜過(guò)載保護(hù)動(dòng)作頻繁、變壓器和供電線路發(fā)熱嚴(yán)重、熔斷器頻繁熔斷等,甚至引起電壓跌落、閃變。

■汽車制造業(yè)焊機(jī)是汽車制造業(yè)中不可少的設(shè)備,由于焊機(jī)具有隨機(jī)性、快速性及沖擊性的特點(diǎn),使大量使用焊機(jī)造成嚴(yán)重的電能質(zhì)量問(wèn)題,造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)、自動(dòng)化程度高的機(jī)器人由于電壓不穩(wěn)而不能工作,無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)法正常使用等情況。

■直流電機(jī)諧波治理大型直流電機(jī)場(chǎng)所都需要先通過(guò)整流設(shè)備將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,由于此類工程的負(fù)載容量都較大,因此在交流側(cè)存在嚴(yán)重的諧波污染,造成電壓畸變,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起事故。

■自動(dòng)化生產(chǎn)線和精密設(shè)備的使用在自動(dòng)化生產(chǎn)線和精密設(shè)備場(chǎng)合,諧波會(huì)影響到其正常使用,使智能控制系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等出現(xiàn)故障。

■醫(yī)院系統(tǒng)醫(yī)院對(duì)供電的連續(xù)性和可靠性有非常嚴(yán)格的要求,0類場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間T≤15S,1類場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間0.5S≤T≤15S, 2類場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間T≤0.5S,電壓總諧波畸變率THDu≤3%,X光機(jī)、CT機(jī)、核磁共振都是諧波含量極高的負(fù)載。

■劇場(chǎng)/體育館可控硅調(diào)光系統(tǒng)、大型LED設(shè)備等都是諧波源,在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的三次諧波,不但造成配電系統(tǒng)的電力設(shè)備效率低下,而且還會(huì)造成燈光頻閃,對(duì)通信、有線電視等微弱電回路產(chǎn)生雜音,甚至產(chǎn)生故障。

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