APF有源滤波器APF有源滤波器.pdf

APF系列有源滤波器 （Active Power Filter） 和配套APF的电抗器产品介绍 2012年9月 主要内容 1 谐波 2 PF无源滤波器 3 APF系列有源电力滤波器 4 配套APF使用的电抗器产品 1 电网的谐波 电网谐波污染 当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变成非 正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生将压，会使电压 波形也变为非正弦波。对非正弦波作傅立叶级数分解，其 中频率与工频相同的分量称为基波，频率大于基波的分量 称为谐波。 如今广泛使用的负载大部分是非线性的，如整流器、 变频器、UPS、电梯、空调、节能灯（荧光灯）、复印 机、家用电器???等。 这些非线性负载会产生大量的谐波电流并注入到电 网中，使电网电压产生畸变，这种谐波“污染”会对电 网和用户产生严重的危害。另外，冲击性、波动性负载， 如电弧炉、焊接设备等在运行中不仅会产生大量的高次 谐波，而且造成电压波动，闪变和三相不平衡等电能质 量问题，危害电网的安全运行。 谐波源 ? UPS ? 变频器 ? 开关电源 ? 中频炉 数据 工业 机房 场合 办公 其他 场合 ? 空调 ? 可控硅 ? 电梯 ? 工业照明 清华大学柔性交流输配电系统研究所 天津市先导倍尔电气有限公司 2 PF无源电力滤波器 谐波抑制和治理的解决方法 1.无源滤波器 传统的抑制高次谐波的方法，是使用LC无源电力滤波器，一般是 根据谐振原理来工作。它具有结构简单、一次性投入低、运行费用低， 它在很宽的频率范围内呈现为低阻抗，可以抑制多个频率的谐波。在 吸收高次谐波的同时补偿无功功率，还具有改善负载功率因数的功能。 但由于结构原理上的原因，在应用中存在以下难以克服的缺点。 ①.由于调谐偏移和残余电阻的存在，调谐滤波器的阻抗等于零的理想 条件是不可能出现的，阻抗的变化大大妨碍了滤波效果，并且还存在 滤波器过负荷的可能性。 ②.只能抑制按设计要求规定的谐波成分。有时由于高次谐波的成分较 多，必须同时加入多个滤波器。这会使整个滤波器的成本和体积增加。 ③.随着电源侧谐波发生源的增加，谐波电流超量时，可能会引起滤波 器的过负荷。 ④.LC滤波器电路会因系统阻抗参数变化而发生与系统并联谐振问题，从 而使装置无法运行。 ⑤.对于特殊的谐波，当系统阻抗和频率变化时，有可能因与电源阻抗 并联谐振而产生“谐波放大现象”，使电路无法正常工作。 ⑥.消耗大量的有色金属，体积大，占地面积大。 谐波抑制和治理的解决方法 2.有源滤波器 有源滤波器的基本原理是从被补偿对象中检测出谐波电流， 然后由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等但极性相 反的补偿电流（并联型）或对应的谐波电压（串联型）， 从而消除电网中的谐波电流，使电网电流只含有基波分量。 与传统的LC滤波器相比，有源滤波器优点如下：