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有源電力濾波器的基本原理是實時檢測電網(wǎng)諧波及補償對象的電壓和電流,經(jīng)指令電流運算單元計算出補償電流指令信號,利用可控電力電子器件產(chǎn)生與之大小相等、相位相反的補償電流,注入電網(wǎng)與負載中的諧波電流抵消,使得電源中電流中只含基波,達到消除電源電流中諧波的目的;使用鐵硅磁芯,具有良好的直流偏置特性,損耗低,高飽和磁通密度。同時,有源濾波器發(fā)出基波無功電流,進行無功補償。
現(xiàn)在有源電力濾波器在各個行業(yè)中被使用,下面就跟著小編一起來看看都哪些行業(yè)吧!
1.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(jù)現(xiàn)有上海、北京等地電氣化鐵路的運行情況,大多數(shù)系統(tǒng)都安裝了有源電力濾波器。預(yù)計本產(chǎn)品可以達到電氣鐵路濾波器國產(chǎn)化的作用。
2.高精度自動化生產(chǎn)線,高精度自動化生產(chǎn)線本身不產(chǎn)生諧波,但是對于電能質(zhì)量有很高的要求,因此需要在高精度自動化生產(chǎn)線的供電側(cè)安裝有源濾波器,以降低諧波對生產(chǎn)線的影響
3.不穩(wěn)定負荷的應(yīng)用場合,不穩(wěn)定負荷不是有源電力濾波器的主要市場,但它是電力系統(tǒng)一個極其重要的方面,因為不穩(wěn)定的負荷雖然所占比例不大,但是它們對電力系統(tǒng)產(chǎn)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(yīng)用場合也應(yīng)作為有源濾波器的主要市場方向之一。(3)有源濾波目前罪高適用電網(wǎng)電壓不超過450V,而低壓無源濾波罪高適用電網(wǎng)電壓可達3000V。
4.港口機械,港機是大型的提升設(shè)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(fā)生源,因此對于該類應(yīng)用場合也應(yīng)作為有源濾波器的市場方向之一。
有源濾波器基本原理:
有源電力濾波器,是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理設(shè)備。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流,并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,送入高速數(shù)字信號處理器(DSP)對信號進行處理,將諧波與基波分離,并以脈寬調(diào)制(PWM)信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖,驅(qū)動IGBT或IPM功率模塊,生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng),對諧波電流進行補償或抵消,主動消除電力諧波。有源電力濾波器的主要特點1、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,以確保裝置和電力系統(tǒng)安全運行,并可在負荷較輕時自動退出運行,充分考慮運行的經(jīng)濟性。
諧波治理的目的包括:
1. 滿足電力公司對諧波電流發(fā)射的限制要求;
2. 釋放變壓器的有效容量,提高變壓器的效率;
3. 提高配電系統(tǒng)(包括無功補償裝置、繼電保護器、電纜等)的可靠性;
4. 為企業(yè)內(nèi)的各類設(shè)備提供質(zhì)量優(yōu)良的電能,保證制造系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
人們對諧波的危害已經(jīng)十分熟悉,很多企業(yè)也開始重視諧波的治理。諧波治理的目的不同,所采取的方案也是不同的。因此,在確定諧波治理的方案之前,要明確諧波治理的目的。
滿足電力公司的要求是企業(yè)進行諧波治理的首要動機。為電力用戶提供合格的電能,是電力公司的責(zé)任。因此,電力公司要對那些可能污染電網(wǎng)的用戶的提出諧波治理的要求。隨著越來越多的企業(yè)對電能質(zhì)量的要求提高,電力公司將對電力用戶進行更嚴格的要求。
在目前階段,出于后面2-4目的而進行諧波治理的企業(yè)較少。企業(yè)僅在出現(xiàn)了故障現(xiàn)象后,才開始考慮諧波治理的問題。其中,諧波導(dǎo)致無功補償裝置燒毀的情況為常見。無論諧波治理的終目的是什么,其本質(zhì)就是減小負載(可能是一組負載)向電網(wǎng)注入的諧波電流,因為諧波電流是諧波問題的根源。只不過,針對不同的目的,控制諧波電流的位置不同,也就是采用的諧波治理方案不同。根據(jù)高等數(shù)學(xué)理論,任何一個滿足一定條件的信號,都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。