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低压有源滤波装置特点与选型 　　 　　 　　（中国中元国际工程公司 北京100089） 　　摘要：本文主要对低压有源滤波装置的基本原理、特点、分类等方面进行介绍和比较，并阐述了不同类型低压有源电滤波装置的适用场所和选型要求。 　　关键词：有源滤波装置、谐波、供配电系统 　　 Abstract: This paper on the basic principles of low-voltage active filter device, characteristics, classification, are introduced and compared, and described the application of different types of low voltage active power filter device places and selection requirements. 　　 Key Words: active power filter, harmonics, power supply and distribution system 　　 中图分类号：U224.3+1文献标识码：A 文章编号： 　　 近几年，随着高精度电子设备被大量使用和大家节能理念的增强，电能质量的治理被日益重视，具有高度可控性和快速响应性的低压有源滤波装置在供配电系统中逐步得到了应用。如何正确的选用有源滤波装置来实现谐波治理的目标，成为电气设计人员和用户关注的问题。 　　 1．低压有源滤波装置的基本原理#160;#160;#160;#160;有源电力滤波装置以三相电路瞬时无功功率理论为基础理论，采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器（DSP）对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制（PWM）信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或智能功率模块（IPM），生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，从而达到消除电力谐波和补偿无功功率的目的。 　　 　　 　　 　　图1 有源滤波装置示意图 　　2．低压有源滤波装置的特点#160;（1）主动动态补偿，具有自适应能力，可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应，还可以抑制闪变；（2）可同时对谐波和无功进行补偿，且补偿无功的大小可做到连续调节；（3???补偿无功时不需贮能元件；补偿谐波时所需贮能元件容量也不大；即使补偿对象电流过大，有源电力滤波器也不会发生过载，并能正常发挥补偿作用； （4）受电网阻抗的影响不大，不容易和电网阻抗发生谐振。能跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响。 　　3．低压有源滤波装置的分类（1）根据逆变器直流侧储能元件的不同，可分为电压型有源滤波器和电流型有源滤波器。电压型有源滤波装置的储能元件是电容，对直流侧电容电压控制，使直流侧电压维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电压波。电压型有源滤波器的优点是损耗较少，效率高，是目前国内外绝大多数有源滤波器采用的主电路结构。 电流型有源滤波装置的储能元件是电感，对直流侧电感电流进行控制，使直流侧电流维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电流波。电流型有源滤波器由于电流侧电感上始终有电流流过，该电流在电感内阻上将产生较大损耗，所以目前较少采用。 　　（2）按电路拓朴结构有源滤波装置可分为并联型、串联型、串并联型和混和型。并联型有源滤波装置与系统并联等效为一个受控电流源，主要适用于电流源型非线性负载的谐波电流补偿、无功补偿以及平衡三相系统中的不平衡电流等。目前并联型有源滤波器在技术上已较成熟，具有投切方便灵活、保护简单等优点，应用也最为广泛。但是单独使用并联型有源滤波装置时，滤波器容量要求大，工程造价高。 　　 　　 　　 　　图2 并联型有源滤波装置 　　 串联型有源滤波装置通过一个匹配变压器将有源滤波装置串联于电源和负载之间，以消除电压谐波，平衡或调整负载的端电压。在直流系统中应用时，耦合变压器的接入侧很容易出现直流磁饱和问题，所以只在交流系统中采用。其与并联型有源滤波装置相比损耗较大，保护电路也较复杂，因此，很少单独使用。 　　 　　 　　 　　 图3 串联型有源滤波装置 　　 串并联型有源滤波装置综合了串联型和并联型两种结构，共同来解决电能质量的问题，兼有串联有源滤波装置和并联有源滤波装置的优点。串联型和并联型有源滤波装置共用直流侧