天津市博寧電氣設(shè)備(圖)-有源濾波配置-成都有源濾波

有源濾波器技術(shù)需要在哪些方面進(jìn)一步發(fā)展？

補(bǔ)償電力系統(tǒng)的諧波，改善供電質(zhì)量成為電力系統(tǒng)迫切需要解決的問題。由于無源濾波器體積大，重量大，濾波效果與負(fù)載有關(guān)，且只能針對某些高次諧波進(jìn)行補(bǔ)償，成都有源濾波，功能單一，因此80年代后隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展而出現(xiàn)了有源濾波器。盡管有源濾波器的發(fā)展前景好，但仍存在著幾個(gè)有待解決的問題，下文中分條闡述。

1.器件容量的增大和開關(guān)頻率的提高

為實(shí)現(xiàn)電流的快速控制，提高補(bǔ)償效果，開關(guān)頻率是關(guān)鍵，要求有源濾波器器件以高頻率工作。此外，應(yīng)用多重化技術(shù)也能提高有源濾波器器件的等效開關(guān)頻率。從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，應(yīng)使用高容量、大功率的有源濾波器器件，但這與使用高頻率產(chǎn)生矛盾，因?yàn)榇笕萘渴艿筋l率的限制。如何從兩者中找到一個(gè)折衷，獲得較佳效果，是一個(gè)值得研究的問題。

2.降低裝置的價(jià)格并使其多功能化

有源濾波器能高次諧波，還能提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制閃變和補(bǔ)償無功等功能，一機(jī)多用顯然較為經(jīng)濟(jì)，也符合當(dāng)今電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。然而有源濾波器造價(jià)較高，因此，如何提高源濾波器裝置的性能價(jià)格比，這是電力電子器件制造技術(shù)面臨的課題。

3.降低損耗，提高系統(tǒng)可靠性

再者，有源濾波器技術(shù)還應(yīng)該在降低損耗，提高系統(tǒng)可靠性這方面進(jìn)一步發(fā)展。采用合理的開關(guān)頻率，選擇適當(dāng)?shù)奈栈芈?，以提高裝置的使用效率，這是有源濾波器技術(shù)目前研發(fā)的重點(diǎn)。同時(shí)，采用過流、過壓保護(hù)技術(shù)，故障診斷技術(shù)以使系統(tǒng)可靠工作，這是研發(fā)的有源濾波器廠家一直需要專研的問題。

由上文敘述概括而言，有源濾波器需要在器件容量的增大和開關(guān)頻率的提高、降低裝置的價(jià)格并使其多功能化，以及降低損耗，提高系統(tǒng)可靠性方面進(jìn)一步提高和發(fā)展。相信我國電力有源濾波器器件的制造水平終有會媲美歐盟發(fā)達(dá)。

有源濾波裝置的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？

近年來，有源濾波器在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越普及，目標(biāo)市場越來越廣泛。隨著國內(nèi)外電力電子技術(shù)的發(fā)展，大量由電力電子開關(guān)構(gòu)成的、具有非線性特性的用電設(shè)備在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用，有源濾波系統(tǒng)，電網(wǎng)中的諧波污染狀況也非常嚴(yán)峻。我國在有源濾波裝置方面的需求在近些年將有較大的增長。那么，有源濾波裝置，有源濾波裝置的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？

1、電氣化鐵路

電氣化鐵路一般使用直流電機(jī)拖動，因此是一個(gè)市政方面的主要諧波源。依據(jù)現(xiàn)有電氣化鐵路的相關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，大多數(shù)系統(tǒng)為處理諧波來裝置有源濾波裝置。選料講究的有源濾波裝置可以達(dá)到電氣鐵路有源濾波器國產(chǎn)化的作用。

2.不穩(wěn)定負(fù)荷的應(yīng)用場合

不穩(wěn)定負(fù)荷不是有源濾波裝置的普遍市場，但它是電力系統(tǒng)一個(gè)比較重要的方面，由于不穩(wěn)定的負(fù)荷雖然所占比例不大，但是它們對電力系統(tǒng)的影響卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它負(fù)荷，因而關(guān)于該類使用場所也應(yīng)作為有源濾波器的主要市場方向之一，穩(wěn)定負(fù)荷，有源濾波配置，提高電力系統(tǒng)的平安牢靠性。

3、鋼鐵廠

鋼鐵廠的電弧爐、軋鋼機(jī)等是主要的諧波發(fā)作設(shè)備，且主要是沖擊性負(fù)荷，對鋼鐵廠左近的其它負(fù)荷有很大影響，所以也需求運(yùn)用選材精良的有源濾波裝置。同時(shí)，諧波問題對鋼鐵廠無功補(bǔ)償?shù)挠绊懞艽?，所以?yīng)以無功補(bǔ)償調(diào)和波管理同時(shí)處置作為目的。

由于在低壓配電網(wǎng)中這些諧波污染問題顯得尤為突出，嚴(yán)重影響到各種類大型廠礦的正常生產(chǎn)，如鋼鐵、煤礦、化工、紡織等企業(yè)，以及電氣企業(yè)和大規(guī)模微電子集成電路企業(yè)，造成產(chǎn)品報(bào)廢，生產(chǎn)線停產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備的壽命驟減甚至損壞，所以使用有源濾波裝置很有必要。

有源濾波器的內(nèi)部控制原理：

隔離開關(guān)合閘后，為防止上電后電網(wǎng)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(gè)過程會持續(xù)幾十秒。當(dāng)母線電壓Udc達(dá)到值后，主接觸器閉合。直流電容作為儲能器件，通過IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補(bǔ)償電流提供能量。

APF有源濾波器通過外部CT實(shí)時(shí)電流信號送至信號調(diào)理電路，然后再送至FPGA控制器?？刂破鲗⒒ǔ煞址蛛x，提取出所有的諧波，將到的諧波成分和APF已發(fā)出的補(bǔ)償電流比較得到差值作為實(shí)時(shí)補(bǔ)償信號輸出到驅(qū)動電路，觸發(fā)IGBT變換器將補(bǔ)償諧波電流注入到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能。