分析APF有源电力滤波器的节电性能,首先要分析谐波和无功功率带来的能量损耗问题。国际上公认的谐波定义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整倍数”。一、变压器上的损耗。负载电流中含有谐波时,将在三个方面引起变压器发热的增加:1、均方根值电流。如果变压器容量正好与负荷容量相同,那么谐波电流将使得均方根值电流大于额定值。总均方根值电流的增加会引起导体损耗增加。2、涡流损耗。涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。感应电流流经绕组、铁芯以及变压器磁场环绕的其它导体时,会产生附加发热。这部分损耗以引起涡流的谐波电流的频率的平方增加。因此,该损耗是变压器谐波发热损耗的重要组成部分。3、铁芯损耗。铁损的增加取决于谐波对外加电压的影响以及变压器铁芯的设计。电压畸变的增加将使得铁芯叠片中涡流电流增加,总的影响取决于铁芯叠片的厚度以及钢芯的质量。 APF融合了技术,将电力电子自动控制、高速计算机等优势融合其中。品牌APF厂家供应
APF有源电力滤波器(并联型)是一种改善电能质量的电力电子装置,可以通过检测负载电流并进行各次谐波和无功电流的分离,控制滤波器输出电流,补偿电网谐波、无功和不平衡电流。(1)在换流过程中,每个功率半导体器件所承受的电压均为vdc/2,有助于逆变器电压等级和功率等级的提高,在元器件的选择方面也会留有更大的余地;(2)由于三电平NPC逆变器输出线电压、相电压波形的阶梯均多于传统两电平逆变器,因此有着较低的谐波畸变率(TotalHarmonicDistortion,THD);(3)在直流侧电压相同、相电流相同的工况下,三电平NPC逆变器的开关损耗约为传统两电平逆变器的1/2,较小的开关损耗允许适当地增大开关频率,进一步减小谐波。总之,与两电平逆变器相比,具有输出电压电流谐波小、开关器件承受电压及开关损耗减半等优势,可有效减小APF滤波器等无源器件的体积和重量。 SVG和APF设计使用APF有源滤波器进行谐波治理的时候,要注意补偿方式。
APF应用典型行业:4)、电气化铁道及城市轨道交通行业380V系统谐波补偿,尤其是轨道交通电气化铁道10kV系统谐波及无功动态补偿。5)、石化和天然气行业采用中低压变频与调速的钻机、潜油泵、风机等6)、电力行业发电厂采用变频与调速的风机、水泵;中低压系统对无功进行动态补偿,应用在变电站7)、钢铁行业应用场合很多,各类交直交型、交交变频的轧机,各类辊类负载电弧炉,转炉、氧的升降系统,电焊机,压焊机冶金行业(尤其是有色冶金行业)各类整流、电解设备8)、水处理行业污水处理设备,臭氧发生设备(日本早期的APF很多用于本场合)9)、水泥行业煅烧用的大型转窑,变频驱动的风机10.汽车工业电焊机,各类操作与控制电源11)、业各类卷烟机,是资金充裕,有购买力的用户12)、造船业各类焊机,船上的各类电源,传动系统13)、市政调压型照明节电系统。
APF有源电力滤波器,是采用现代电力电子技术和基于高速DSP(数字信号处理器)器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理设备。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测线路中的电流,并将模拟电流信号转换为数字信号,送入高速数字数字信号处理器(DSP)对信号进行处理,提前出负载谐波的部分,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IGBT(绝缘栅双极型晶体管),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,主动消除电力谐波。谐波的产生是由于正弦波电压施加在非线性负载上,电流就变成了非正弦波,非正弦波电流在电网阻抗上产生降压,会使电压波形也变成非正弦波。如今在通讯、半导体、石化、化纤、钢铁中加热炉和汽车制造等行业中使用的负载大部分为非线性负载,如变频调速设备、整流器、不间断电源、开关电源、电弧炉、焊接设备、电脑、电梯、变频空调、节能灯和复印机等等。由于这些非线性负载所产生的大量谐波电流涌入电网中,导致电压波形发生畸变现象。这种谐波污染对电网和用户产生了严重的危害。 混合型有源滤波器HAPF,是PPF和APF的结合,有相当有价值的使用方案,有相同容量下APF无法比拟的价格优势。
APF主要由谐波检测谐波环节、脉冲调制环节、关键控制单元主电路构成。将并联型APF并联接入电网中,为了抵消电网中存在的谐波,产生的补偿电流与谐波电流大小相等方向相反达到抑制补偿的效果。有源滤波器的工作过程如下:电网中的谐波电流用谐波电流检测部分来实时检测,并对提取的电流进行分析计算,将计算后的结果送入电流跟踪部分。电流跟踪部分和母线电压控制两个部分组成了关键控制部分,将来自谐波检测部分送来的信号送到电流跟踪部分,通过控制发出PWM脉冲信号送到脉宽调制环节,用来控制每个IGBT开关管的通断,使APF输出相应的补偿电流。为了保证直流侧母线电压的稳定与电压平衡,可以利用母线电压控制来进行保持。APF的补偿效果的好坏主要取决于谐波检测环节。ip检测法以瞬时无功功率理论作为基础,对比𝑝−𝑞法可知ip-iq检测法具有算法简单、运算速度快的优点。谐波检测算法的原理中用ip-iq取代,检测到的不是电网的电压而是基波的相位角,因此也适用于电压波形发生畸变的场合。在较为复杂的多次谐波场合中,应使用APF有源滤波器更有效的更立体的治理。新型APF品牌
有源滤波器APF其结构相对复杂,主要包括控制部分和逆变器,理论上可以针对任意频率范围内的谐波进行补偿。品牌APF厂家供应
我国已先后颁布了6个有关电能质量的国家标准,即电力系统频率允许偏差、供电电压允许偏差、公用电网谐波、三相电压允许不平衡度、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压。但在实际治理过程中面临的1个很重要的问题是如何根据电能质量标准依法管理电能质量。电能质量问题的危害电网电压的波动、跌落、骤升、不平衡、谐波等除了影响电能质量敏感负荷正常工作外,在没有安装APF有源电力滤波器的会有以下几项危害:1、使电网中的元件产生附加损耗,降低发电、输电以及用电设备的效率和使用寿命;2、导致继电保护和自动装置的误动作,并可能使电器测量仪表剂量不准;3、产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部过热;4、谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,甚至损坏;5、谐波还会导致公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大增加了谐波的危害性,有时会引起严重的事故;高次谐波还会对临近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声、降低通信质量;6、在电压严重不平衡时,会使对于电压过零点有严格要求的某些直流电机发生故障。品牌APF厂家供应
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