有源电力滤波器(APF)

有源电力滤波器(APF)
有源电力滤波器(APF)

谐波滤除器Harmonic filter

谐波和无功的产生和危害

Occurrence and harm of harmonics and reactive power

现代工业和家电业的技术发展,使得电力电子设备被广泛使用,电力电子设备中大量使用了半导体开关器件,这些器件只允许电流在整个周期的某一部分导通,从而使用户端电网侧电流不连续,造成电流波形的失真。另外对于三相四线制系统,如果三相负荷不平衡,会造成三相电流的不对称。

Nowadays the power and electronic equipment are widely used, these equipments adopted many semi-conductive components, which allow some section of a full current wave only, and result in discontinuous current, namely current distortion. Also for the 3-phase 4-wire system, if the three-phase load is unbalanced, it will lead to asymmetrical current.

根据傅里叶(Fourier) 定理,任何周期函数可以分解为一个直流量和一系列正弦量(频率为原始周期函数频率的整数倍) 的和,频率等于是原始周期函数的正弦量称为基波,频率等于基波频率“n”倍的正弦量波形称为“n”次谐波。可见纯正弦化的电流波形不含谐波电流成分,而前述的失真的电流波形则含有谐波电流成分。

According to Fourier theorem, any periodical function can be decomposed as DC content and the sum of series of sinusoidal contents (its freq is integer multiple of original periodical function), the sinusoidal wave with freq same as original periodical function is basic wave, “n” times of the freq of basic wave is N power harmonic, consequently pure sinusoidal current wave does not contain harmonics, distorted current has harmonic contents.

下图为典型变频器的输入侧电流波形及傅里

The following figure is a typical case current wave of input side in inverter and Fourier

未滤波的线电源%基波值

Basic wave value of unfiltered line power source

未滤波的线电源Unfiltered line power source

一般通过波形的“总谐波畸变率简称THD) ”来定义波形的失真程度和谐波含量:Generally total harmonic distortion rate (abbreviation: THD) is defined as distortion degree and harmonic contents.

其中U1为基波的有效值,Un为“n”次谐波的有效值。

U1 is the effective value of basic wave, Un is the effective value of “n” power harmonic wave

产生谐波的常见设备有:The common equipment that may produce harmonic waves:

变压器Transformer

发电机Generator

开关电源Switching power source

各种家用电器Various household appliances

电梯Elevator

整流器Rectifier

荧光灯和气体放电灯Fluorescent lamp and gas discharging lamp

变频器Inverter

电焊机Electric welding machine

电弧炉和感应电炉Electric arc furnace and inductive furnace.

谐波对公用电网和其他系统的危害: 使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗, 影响各种电气设备的正常工作, 引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振, 导致继电保护自动装置和电气测量仪表出错, 对邻近的通信系统产生干扰

The hazards of harmonics on public power grid and other system: make equipment in public power grid produce extra harmonic loss, do influence on the normal servicing of electric equipment, lead to partial shunt and series harmonic resonances in the public power grid, result in relay protection system and measuring instruments wrongly operating, and bring interference forward to neighbor communication system.

在交流电电路中,电流基波可分解为两个部分表示负载所吸收的电流。一是与电压同相的有功分量,该分量可被转换为有同类型的相关能量,如机械能、光能、热能等等;二是与电压正交(和有功分量相位相差90度电角) 的无功分量,该分量用于实现电源和负载间的能量传输,如用于变压器铁芯或电动机气隙中的磁耦合。因此,在电气设备中,除有功功率外,还必须生成并发送一定量的无功功率用于与电网交换能量这就会给电网端带来一定量的无功电流。

In alternating circuit, current basic wave is able to be divided into two parts for indicating load absorbed current: one is active power content with same phase as voltage, this content can be transferred to associated energy, such as mechanical energy, lighting energy, thermal energy and etc; another is reactive power contents orthogonal with voltage (90°phase angle with active content), this content is used for energy transmission between power source and loading side, such as transformer core, or electromagnetic coupling in motor gap. Consequently besides active power is useful, also it shall produce and transmit some reactive power for energy conversion in power grid, this will result in some reactive current.

一般通过“功率因数”来定义波形的无功含量,角度为电流落后电压的角度。

Generally power factor is used to indicate the reactive content, angle is the degree of current lagging with voltage.

无功的危害Hazards of reactive power:

导致电流增大和供电设备视在功率增大lead to increasing current and apparent power of power supply equipment

使设备及线路损耗增加make equipment and line loss rise up

导致变压器及线路压降增大,使电网电压剧烈波动

Transformer and line voltage drop enlarged, and make system voltage fluctuate violently.

可见,谐波和无功会带来诸多的不利影响,必须采取有效措施加以抑制。

Consequently harmonic and reactive power will result in harmful influences, it shall take necessary measures to limit.

谐波,无功的相关标准

The standard requirements of the harmonic wave and reactive power

根据《电能质量公用电网谐波》(GB/T 14549-1993) ,公用电网(380V系统) 谐波电压限值如下表:

As per GB/T 14549-1993 standard “Electric quality, harmonic wave in power grid”, the harmonic voltage limits of 380V public grid as follows

谐波电压限值如下表:harmonic voltage limits as follows

电网标称电压System nominal voltage

电压总谐波畸变率Total distortion rate of voltage

电压总谐波畸变率Total distortion rate of voltage

奇次Odd powers

注入公共连接点的谐波电流允许值间下表:Permissible value of harmonic wave enter into public joint.

标称电压Nominal voltage

基准短路容量Basic short circuit capacity

谐波次数及谐波电流有效值Powers of harmonic and effective value of harmonic current.

当电网公共连接点的最小短路容量不同于上表的基准短路容量时,按下式修正表中的谐波电流允许值:

When minimum short circuit capacity of public joint of power grid is different from basic value specified in sheet, please calculate the corrected value via the following formula:

式中Sk1为公共连接点的最小短路容量,MV A;

Sk1 is minimum short circuit capacity of public joint, MV A;

为基准短路容量Basic short circuit capacity

为上表的第h次谐波电流允许Permissible value of h th power of harmonic current specified in above sheet.

是短路容量为Sk2时的第h次谐波电流允许值

Permissible value of h th power of harmonic current when short circuit capacity is Sk2,

三相电路使用中,国家规定工业用户的功率因数一般要高于动力0.9,个别可低到0.85。

As specified by State, generally for 3-phase industrial consumers the power factor shall more than 0.9, exceptionally lowest 0.85 allowed.

谐波和无功的抑制Restriction of harmonics and reactive power

在电力系统中,补偿无功功率的方法很多,包括采用同步发电机,同步电动机、同步调相机、并联电容器和SVC、SVG等。在许多工程的供电系统中,由于阻感型负载居多,总等效负载呈感性,通常采用并联电容器补偿无功功率,提高功率因数。

In power system, the methods of compensating reactive power are many, including running synchronous generator, synchronous motor, synchronous phase conversion machine, shunt capacitors, SVC, SVG and etc. In many system due most is resistive load, total load character is

inductive, there will often utilize shunt capacitors for compensating reactive power to improve power factor.

消除供电系统谐波的方法主要有两种:一种是采用无源LC滤波器或有源电力滤波器滤波;第二种是改造谐波源,如提高变流器的相数,采用高功率因数整流器等。

It has two methods of eliminating harmonics in power system: one is to use LC passive power filter, or active power filter; another is to reform harmonic sources, such as to improve converter, adopt the rectifier with high power factor.

前工程上应用最多的还是无源LC滤波器,无源滤波器( Passive Power Filter,简称PPF),通常是采用电力电容器,电抗器和电阻按功能要求组合而成,最常见的是调谐LC滤波器和LC高通滤波器。无源滤波器由于其结构简单、成本低、在吸收谐波的基础上还可以补偿无功,改善功率因数。同时无源滤波器又具有维护方便,以及有较成熟的技术、设计和制造经验。但PPF也有非常大的缺点,PPF的滤波原理是提供一个并联低阻抗通路,因此其滤波特性是由系统和滤波器的阻抗比所决定,这们PPF的滤波特性就受系统参数与运行工况影响比较大,设计起来较困难,谐振频率依赖于元件参数,因此只能对主要谐波进行滤波,LC参数的漂移将导致滤波特性改变,使滤波性能不稳定;此外电网的参数与LC可能产生并联谐振使该次谐波分量放大,使电网供电质量下降;另外如果用户端负载发生变化造成谐波电流变大,会使PPF过流,造成PPF的损坏。

Nowadays in projects it adopted LC passive power filter (abbr.: PPF) mostly, often use power capacitors, reactor and resistance to coordinate properly as required, normally tuning LC filter and LC high-pass filter. Due the structure of passive power filter is simple, low cost, it can not only absorb harmonics, also compensate reactive power to improve power factor, meanwhile PPF easy to be maintained, it has the experienced design and manufacturing technology. But it also has a big defect, the working theory of PPF is to provide shunt low-resistance-pass circuit, the filtration characteristics is determined by ratio between system and filter impedance, namely it will be influenced by system parameters and running status, difficult to design, resonance freq depending on the parameters of components, consequently it can filter main harmonic waves, LC parameter drift will lead to changing filtration characteristics, unsteadiness; furthermore system parameters and LC may produce shunt resonance and enlarge this harmonic content, then electric quality drop down, if consumer load change and produce larger harmonic current, PPF will happen to over-current and may be damaged.

有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF) ,即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。它有响应快速、补偿精度高、体积小、智能程度高、可同时补无功等特点。实际单独使用的APF以并联型为主,也叫并联有源谐波滤除器(Shunt Active Harmonic Filter,,简称SAHF) 。

Active Power Filter,(abbr. APF), namely utilized the controllable power semi-conductive component to input the current with same peak value as harmonic current but inverse phase, into system, then total harmonic current is zero, really compensate harmonic current in real time. The advantages: fast response, high compensation accuracy, small size, high intelligence, able to compensate reactive power, and etc. in practice there mainly is independent shunt APF, also it called shunt active harmonic filter (abbr. SAHF).

鉴于目前有源设备的成本还相对较高、可控容量和电力系统的巨大电能相比还较小,在大功率工业应用场合中,采用混合型有源电能控制技术是现阶段应用的主要特征。混合型有源电能控制技术即采用有源和无源的滤波器相结合的方案,无源滤波器负责滤除比较大的几次谐波成分和负责实偿大部分的无功,APF负责滤除剩余谐波和进一步提高功率因素。

Due currently the cost of active power filter is very high, controllable capacity is very small compared with system, in those applications with large capacity, it often adopted the combinative active power control technology, namely the mixture of active and passive power filter. Passive power filter eliminate large harmonic contents and compensate most reactive power, APF absorb the surplus harmonics and further improve power factor.

上述三种方案在大功率应用中的比较:Comparison of above three-plan in large capacity

单独使用Independent application

混合方案Combinative plan

体积V olume

成本Cost

响应速度Response speed

扩容能力Extension capacity

无功补偿效果Reactive power compensation effect

谐波滤波效果Harmonic filtration effect

发生谐振的可能Possibility of producing resonance

受负载影响程度Degree of load influence

受电网阻抗影响程度Degree of system impedance influence

受自身参数变化影响程度Degree of influence by its owned parameter variation

最大Maxi

小Small

慢Slow

较差Bad

有with

较大Bigger

大Big

最小Mini

较高High

最快Fastest

好Good

无No

产品型号说明Model and meanings

域“CuSine”代表本公司的CuSine Active谐波滤除器

“CuSine”stands for our company CuSine Active harmonic filter

域“3L”代表三相三线制的CuSine,用于三相四线制时此域为“4L”

“3L” stands for 3-phase 3-wire CuSine,“4L”: 3-phase 4-wire CuSine

域“200”代表CuSine的额定电流为200A,额定电流为50A、100A、150A时对应的域为响应的额定电流值

“200” stands for rated current of CuSine 200A, the domain of rated current 50A、100A、150A is its ratings respectively.

域“1”代表用于380V电网的CuSine,用690V电网时此域为“2”

“1” stands for rated voltage of CuSine 380V, “2” stands for 690V.

谐波滤除器Harmonic filter

本公司生产的CuSine Active系列谐波滤除器属SHAF,其原理可等效为一个和负载相并联的可控的电流源。AccuSine有源滤波器具备内部的指令电流运算及检测电路,通过外部电流互感器实时采集负载电流信号,从负载电流中分离出正序和负序谐波电流分量和基波无功电流,通过控制IGBT逆变器使之输出与系统的谐波电流大小相等、相位相反的补偿电流,实现滤除谐波的功能,其工作原理图如下。

CuSine Active series harmonic filter made by our company belong to SHAF, in theory it is equivalent to a controllable current producer shunt with load. The filter provided inner instruction current calculation and checking circuit, via outer current transformer sample the signal of loading current, separate positive and negative sequence harmonic current contents and basic reactive current, make its output/compensating current equal to harmonic current but inverse phase by use of IGBT converter, realize the function of eliminating harmonic, the working theory as follows:

电源Power source

非线性负载的特点Characteristics of nonlinear load

最高能达到第60次的正序、负序谐波电流三相补偿

Three-phase compensate highest up to 60th power of positive, negative sequence harmonic current 采用闭环控制,精度高,谐波滤除效果最大可到THD%<3%

Controlled by closed loop, high accuracy, harmonic filtration effect THD%<3% at maximum

三相四线制系统中能消除零序电流

If used in 3-phase 4-wire system it can eliminate zero-sequence current.

用于补偿无功时,功率因数可以强制补偿到接近于1,并且使线电流三相平衡

When used to compensate reactive power, power factor can be improved close to 1.0 compulsorily, and make three-phase line current to be balanced.

滤波时不会带来额外的无功功率

While filtering, it will not produce extra reactive power.

极好的动态特性,可以在100us内响应荷的变化

Excellent dynamic characteristics, it can respond with load change within 100us.

自动适应电网阻的变化

It will automatically fit the change of system resistance.

具有断电自启动功能

Automatic start in case of power failure

实时故障记录及故障查询功能fault record in real time and fault query 实时故障记录及故障查询功能fault record in real time and fault query

产品详细参数technical parameters

工作条件Working conditions

补偿指标Compensating index

补偿容量Compensated capacity

控制特征Controlled character

额定电压Rated voltage

工作频率Working frequency

电压畸变V oltage distortion

系统结构System structure

环境温度Ambient temperature

存储温度Storing temperature

相对湿度Relative humidity

海拔高度Altitude

电流滤波能力Current filtration capacity

电网谐波抑制Elimination of system harmonic wave

滤波范围Filtration range

无功补偿Reactive power compensation

动态响应时间Dynamic response time

完全跟踪时间Full tracking time

装置效率Equipment efficiency

并联能力Shunt capacity

平均无故障时间Average no-fault time

额定输出电流Rated output current

峰值电流Peak current

短时过载能力short time withstand capacity

最大允许冲击电流Maxi permissible impulse current

开关频率Switch frequency

控制算法Control calculation

直流侧电压控制DC side voltage control

检测精度Measurement accuracy

控制器Controller

通信功能Communication function

控制连接Control connection

三相三线,三相四线3-phase 3-wire, 3-phase 4-wire

最大95%,无凝露Maxi 95%, without dew.

安装海拔小于1000米Mounting altitude less than 1000m

电网电压畸变在允许范围内时,补偿后电流变流畸变THDI<3%

When system voltage distortion is within permissible range, after being compensated, current distortion rate THDI < 3%

补偿后电压畸变voltage distortion after being compensated

次谐波power of harmonic wave

功率因数校正≥0.99 或指定无功大小corrected power factor ≥0.99 or specified reactive power

额定功率下高达97% up to 97% under rated power

10台同容量及不同容量并联,并可与PPF并联使用10 pcs with same capacity or different capacity shunt connected, and able to shunt connected with PPF.

万小时104 hours

前馈控制和变结构PI控制算法及SPWM调制算法

Feedforward control, variable structure PI control calculation and SPWM modulating calculations 直流侧纯母线电压自平衡

DC side busbar voltage self-balance

(数字信号处理器) (Digital signal processor)

采用Modbus远程通讯协议,通信接口RS485/232和以太网

It adopted Modbus remote communication protocol, RS485/232 communication port and Ethernet. 电气连接Electric connection

产品详细参数Technical parameters

人机接口Human-machine interface

保护功能Protection function

结构特征Structure characteristics

电磁兼容Electromagnetic compatibility

界面种类Interface model

用户操作方式User operating mode

显示功能Display function

波形分析Wave analysis

图形显示Graphic display

帮助功能Help function

过容保护Over-capacity protection

过流保护Over-current protection

过温保护Over-temperature protection

欠压保护Under-voltage protection

过压保护Over-voltage protection

相位保护Phase protection

断电保护Power failure protection

软件程序保护Software program protection

防护等级Protection grade

颜色Color

冷却方式Cooling mode

整体结构Integral structure

安装方式Mounting mode

大屏幕LED彩色触摸屏Large scaled LED colorful touch panel

触摸屏操作控制CuSine启停和进行参数设置

Via touch panel to operate and control CuSine START / STOP, and set parameters

电压有效值、电流有效值、温度、运行状态和故障显示及查询

V oltage effective value, current effective value, temperature, running status, fault display and query

FFT分析功能FFT analysis function

动态显示电流、电压波形,可同时显示多个波形

Dynamically display current, voltage wave, able display several waves at same time.

可通过触摸屏学习操作方法Able to learn the operating methods via touch panel

输出侧电流有效值过容保护功能over-capacity protection against current effective value of output side.

输出侧和IGBT电流过流保护功能Over-current protection of output side and IGBT current

柜体、滤波电感和滤波电容过温保护over-temperature protection of panel body, filtration inductance and capacitance.

驱动、辅助电源、直流母线和电网电压欠压Under-voltage protection of driving, auxiliary power source, DC busbar and system voltage

电网电压和直流侧母线电压过压保护Over-voltage protection of system voltage DC side busbar voltage

对缺相和电网失步保护,自动纠正相序Protection of phase failure and system out of synchronization, automatically correct phase sequence.

可设置系统断电自动重启功能Able to set the auto start function in case of system power failure

软件看门狗,避免软件程序故障Soft watchdog, to avoid the fault of software program

强迫风冷Fan cooling

落地式Ground standing

室内安装Indoor mounting

符合GB/T.7251-2005(GB/T7261-2000)包括衰减震荡波脉冲群干扰、静电放电干扰、辐射电磁场干扰、快速瞬变干扰、浪涌(冲击)干扰度、电压中断抗扰度、电磁发射试验等

It complies with the standard of GB/T.7251-2005(GB/T7261-2000), passed the tests of attenuated shock wave pulse group interference, static discharging interference, radiating electromagnetic interference, quick transient change interference, surge interference degree, voltage dips interference immunity degree, electromagnetic emission and etc.

安装配置方式Mounting assembly modes

根据CuSine Active谐波滤除器的补偿对象的不同,CuSine安装配置方式有就地补偿和集中补偿两种补偿方式,此外也可与PPF混合安装配置组成混合电能质量管理系统。According to the different object to be compensated by CuSine Active harmonic filter, two mounting modes of local compensation and integral compensation provided, also the combination with PPF is suitable to form combinative electric quality management system

就地补偿方式是针对单个或单个支路进行补偿。集中补偿方式是在总变压器进线侧对所有符合进行补偿,下图为这种两种方式的安装配置示意图。

Local compensation is used for compensating individual or single branch. Integral compensation used to compensate all loads on incoming side of total power transformer, these two mounting modes as following picture.

电源Power source

其它负载Other load

特补偿的谐波源负载load of harmonic source to be compensated.

就地补偿方式Local compensation mode

谐波源1 Harmonic source 1

谐波源2 Harmonic source 2

谐波源3 Harmonic source

集中补偿方式Integral compensation mode

主变压器Main power transformer

当需补偿的谐波和无功分量大于单台CuSine的补偿容量时,可多台并联运行实现扩容的目的,下图是在集中补偿方式下三台CuSine并联运行的安装示间图,其他并联个数和三台并联安装方式相似,CuSine最大可实现10台并联运行。

When harmonic and reactive power contents more than compensating capacity of CuSine, several CuSine can be shunt connected for capacity extension. The following picture is the illustration of three pcs of shunt connected CuSine for integral compensation. Other shunt connected number similar with this, ten CuSine can be shunt connected at maximum.

多台并联补偿方式Several CuSine shunt compensation mode.

CuSine和与PPF并联使用组成混合滤波、补偿系统,下图为在集中补偿方式下CuSine和PPF并联运行的安装示意图

CuSine and PPF shunt connection form combinative filtration and compensation system, the following picture is the sample of CuSine and PPF shunt operation.

混合补偿方式Combinative compensation mode

产品详细参数Technical parameters

内部结构Inner structure

安装尺寸Mounting size

预充电接触器熔断器Pre-charging contactor and fuse

滤波电路板Filtration circuit board

电源电路板Power source circuit board

主熔电器Main fuse appliance

用户信号接点User signal joint

直流母线和GBT部件DC busbar and GBT part

控制板Control panel

CT端子排CT terminal block

柜体正面Front side of panel

底座Base

柜体顶面Panel top

柜体底座后Rear base of panel

柜体底座前Front base of panel

产品型号Product model

产品Product

额定补偿电流Rated compensating current

额定电压Rated voltage

额定频率Rated frequency

防护等级Protection grade

尺寸Size

重量Weight

标准安装Standard mounting

电缆通道位置Cable passage location

进风通道Wind input passage

可选的电流互感器Optional CT

壁挂Wall hung

底部Bottom

立式Vertical

前面Front

顶部Top

其它电压等级请联系新动源集团For other voltage ratings, please contact with XDY Group CuSine的应用实例CuSine Experiences

在水行业的代表性业绩Representative sales achievement in water projects

仙居自来水厂Xianju Water Supply Works

慈溪自来水公司Cixi Water Supply Company

仙居自来水公司Xianju Water Supply Company

洛阳自来水公司涧东水厂Luoyang Water Supply Company Jiandong Water Works

余杭城西水厂Yuhang Chengxi Water Works

浦东居家桥水厂Putong Jujiaqiao Water Works

洛阳自来水洛南泵站Luoyang Water Supply Luonan Pump Station

山东省胶东地区此黄调水工程加压泵站Shandong Jiaodong Cihuang Water Transfer Booster Pump Station

在化工行业的代表性业绩Representative sales achievement in chemical field

扬州农药集团Yangzhou Pesticides Group

福建永安智胜化工Fujian Yongan Zhisheng Chemical Industry

山东海化集团热电公司Shandong Haihua Group Thermoelectric Company

山东瑞星化工Shandong Ruixing Chemical Industry

浙江嘉化工业园Zhejiang Jiahua Industrial zone

浙江巨化股份公司Zhejiang Juhua Stocking Company

四川金路树脂股份公司Sichuan Jinlu Resin Stocking Company

在供热行业的代表性业绩Representative sales achievement in heat supply

华电供热集团有限公司Huadian Heat Supply Group CO., Ltd.

捷能热力电站有限公司Jieneng Thermoelectric Plant CO., Ltd.

洁城能源有限公司Jiecheng Energy CO., Ltd.

东方热力有限公司Dongfang Thermal Power CO., Ltd.

太原市集中供热工程城西热源厂Taiyuan Integral Heat Supply Chengxi Thermal Works

在电厂行业的代表性业绩Representative sales achievement in electric plants

宜兴协联热电有限公司Yixing Xielian Thermal Power CO., Ltd.

嘉兴恒洋热电有限公司Jiaxing Hengyang Thermal Power Co., Ltd.

海化集团热电公司Haihua Group Thermal Power COmpany

青岛经济技术开发区黄岛热电厂Huangdao Thermal Power Plant of Qingdao Economic Development Zone

光明热电有限公司Guangming Thermal Power CO., Ltd.

华能长兴电厂Huaneng Changxing Power Plant

大唐略阳电厂Datang Luoyang Power Plant

在钢铁煤矿的代表性业绩Representative sales achievement in steel and coal field

矿业集团苇湖梁煤矿Mining Group Weihuliang Coalmine

宝钢集团梅山钢铁公司Baosteel Group Meishan Steel Company

宝钢南京梅山能源公司Baosteel Group Meishan Energy Company

宝钢上海梅山能源公司Baosteel Shanghai Meishan Energy Company

马钢热电厂Masteel Thermal Power plant

宝钢能源有限公司Baosteel Energy Co., Ltd.

在水泥行业的代表性业绩Representative sales achievement in cement field

浙江尖峰登城水泥厂Zhejiang Jianfeng Dengcheng Cement Factory

漳平红狮水泥有限公司Zhangping Hongshi Cement Factory

大冶尖峰水泥有限公司Daye Jianfeng Cement Factory

中材新疆天山米东水泥wcwcng 公司Sinoma Xinjiang Tianshan Midong Cement CO., Ltd.

浙江杜山水泥有限公司Zhejiang Dushan Cement CO., Ltd.

桐庐红狮水泥有限公司Tonglu Hongshi Cement CO., Ltd.

中材新疆天山额敏水泥Sinoma Xinjiang Tianshan Eming Cement Company

浙江巨化股份水泥厂Zhejiang Juhua Stocking Cement Factory

中材江苏汉天水泥Sinoma Jiangsu Hantian Cement Company

浙江江山虎水泥集团Zhejiang Jiangshanhu Cement Group

江苏扬子水泥有限公司Jiangsu Yangzi Cement CO., Ltd.

技术支持Technical supports

谐波现场检测及问题诊断

Harmonic detection on site and problem diagnosis

使用先进的精密测量仪器免费为用户进行现场电能质量测试,对用户潜在的电能质量问题进行诊断,最后给出详细的分析报告及谐波,无功治理等电能质量管理方面的建议。

We can use advanced precise instrument to measure and check electric quality on site, diagnose the potential problem of electric quality, and sum up the detailed report and suggestions on harmonic wave and reactive power treatment

售后服务承诺After-sale service warranty

对于售后服务的承诺:保修一年,终身维护,定期进行用户培训,按用户要求解决现场问题;现场出现故障,24小时内给予答复,国内用户根据需要可在48小时内到达现场。同时在我公司相关部门设立用户档案和产品档案,便于及时,准确地联系用户,分析解决现场出现的各种问题。出现质量问题,公司内部以质量问题反馈单形式传递给相关部门,必要时召开质量分析研讨会,组织相关部门分析原因,采取相应的纠正和预防措施,限期整改,质量管理部门进行跟踪验证,并给用户一个满意的答复,在服务好用户的同时,不断地提高完善我们的产品质量。

Our after-sale service promises: one year warranty of repair free of charge, maintenance all working life provided, we will periodically give user training, solve the problem on site if required by user, when fault happen on site, we will give an answer within 24hours, for domestic user we can arrive at local site within 48 hours as required. Meanwhile the associated department of our company will establish the user file and product records, for the purpose of contacting users and solving the problems better. If product has quality problem, we will transfer to the associated department, and open seminar if necessary, adopt punctual correction measures and precautions, quality department will track and verify, give a satisfactory answer to user. Meanwhile we also improve quality continuously.

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关于我们About us

从中国制造、到中国创造,上海新动源科技集团有限公司基于上海新动源工业设备有限公司基础上改制而成,是一家科技战略型大型集团公司,集科研开发、生产经营为一体的新能源企业、涉及业务进出口贸易、新能源产业、电能管理产业、光伏产业、高、低压调速产业、大功率电力电子、设计、研发与制造集团型企业

集团公司下设上海新动源科技有限公司、上海科祺工业调速有限公司、上海工新动源航天电子有限公司、安徽黄山光伏有限公司、上海新动源电力电子有限公司5 个控股子公司。集团力争做中国领先的大功率电力电子设备研发制造供应商,在提升电能质量、确保绿色电能并不断技术创新与节能降耗等领域为客户提供有效解决方案。

新动源集团始终坚持“以科技求进步、以质量求生存、以管理求效益、以诚信求市场、以创造求发展”的经营宗旨。引进国外先进技术和中外研发机构合作的提供高性能产品,积极与国内知名科研机构和院校紧密合作,加强自身科研中心和试验中心的能力。

集团公司产品包括高压电网无功补偿设备、谐波治理设备、高压电机转子变频、高低压变频调速装置、直流调速装置、软启动设备、高低压成套柜、光伏逆变器、实业投资。系列产品广泛服务于电力、供热供水、冶金、煤炭、水泥、有色金属、电气化铁路、太阳能、风力发电、船舶等领域。

While developing from the status of Made in China to Created by China, Shanghai XDY Group based on Shanghai Hongyin Chemical Co., Ltd,is one of technology strategy, new energy enterprise, integrated with research, manufacturing, and service, the business scope covering importing and exporting, energy regeneration, electric management, large capacity power electronic equipment, power transmission and distribution design, research and manufacturing and etc, and the products and services include high voltage reactive power compensating equipment, harmonic wave elimination equipment, high voltage inverter equipment, high and low voltage switchgears, photovoltaic converters, foods, media maker, industry investment management and etc. Factory occupying area more than 35700 sq.m; total capital RMB 1.2Billion Yuan, staff more than 1100, this team has 3 doctors, 7 masters, 280 technicians with the degree of college. The group established five shareholding branches consisting of Shanghai XDY Technology Co., Ltd, Shanghai SUNPROM Electric Co., Ltd, Shanghai G-Kong Electric Co., Ltd, Anhui Huangshan Photovoltaic Co., Ltd, Shanghai Thinse Design and Consulting Co., Ltd, and set the Technical research center lead by doctors. The group tries to enter into the rank of State key Hi-tech Creation Enterprises, strictly manages according to the auditing level as Listed Companies, strive for the leading researcher, manufacturer and supplier of large capacity power electronic equipment. Our series of products are widely used in aviation, power, metallurgy, coalmine, cement, non-ferrous metal, electric railway, solar energy, wind power, shipbuilding and etc fields, all around China. Also the products exported to European countries: Germany, Italy, Turkey, and etc, Asian countries: India, Vietnam, Thailand and etc, Nigeria, and Brazil and etc, won the good reputations. W e’d provided effective solutions of energy-saving, decreasing power loss, in consideration of ensuring green energy and improving electric quality.

新动源集团始终坚持“以科技求进步、以质量求生存、以管理求效益、以诚信求市场、以创造求发展”的经营宗旨。引进国外先进技术和中外研发机构合作折提供高性能产品,积极与国内知名科研机构和院校紧密合作,加强自身科研中心和试验中心的能力,公司具备强大的自主创新能力,拥有各类专利40余项、软件版权7余项;承担了中国国家级重大科研项目9项,新动源拥有强大的研发技术团队和先进的电力电子试验基地,拥66kV/16000kV A高压变电站、SVC专用高压全载试验中心、谐波治理产品检测中心、内馈斩波、高压变频专用全载试验中心等设施。并具有国际领先水平。

XDY group always insisted on the tenet of Grow-up depend on Technology, Existence rely on Quality, Profit come from management, Market rely on cordiality, Development based on creation. It had imported foreign advanced technology and cooperated with China or foreign research organizations to produce high quality products, strengthened the owned design capacity and test ability, our company occupied 40 patents, 7 items of software copyrights, undertook 9 state level research projects, XDY has powerful research team and latest power electronic test labs, the test facilities covered 66kV/16000kV A high voltage substation, SVC professional high voltage full load test center, inspection center for harmonic elimination equipment, inner feeding chopped wave, high voltage inverter test system and etc, up to international level.

新动源是国内筹备德国TUV,欧盟CE-LVD、ISO9001、ISO14001及OHSAS18001等国际认证的领先企业,产品技术规范完全符合国际标准。

XDY group is a leading enterprise in the regarding to passing TUV, CE-LVD、ISO9001、ISO14001 and OHSAS18001 certification. The products comply with International standards completely.

以“推动环境持续改善,推进现代价值”为已任,新动源集团立志成为节能、节约、环保设备的提供者,解决者,向用户提供高效、节能、安全、物超所值的产品和服务。新动源集团,源自用心、体贴入微,值得依赖的国际品牌。

Involve into the target of “Promote environment continuous improvement, provide modern value”, XDY group dedicate to being the provider, solver of energy saving, environment protection equipments, supply high efficient, safe, economic products and services. XDY, a reliable international brand, care for you more than expected.

节能环保新选择New choice for energy saving and environment protection

组建合资企业上海新动源科技有限公司

Establish the joint venture: Shanghai XDY Technology Co., Ltd

组建合资企业上海科祺工业有限公司

Establish the joint venture: Shanghai SUNPROM Electric Co., Ltd

组建合资企业上海新动源航天电子有限公司

Establish the joint venture: Shanghai G-Kong Electric Co., Ltd

组建合资企业安微黄山光伏有限公司

Establish the joint venture: Anhui Huangshan Photovoltaic Co., Ltd

组建合资企业上海新动源电力电子有限公司

Establish the joint venture: Shanghai Thinse Design and Consulting Co., Ltd

组建合资企业上海新动源科技集团有限公司

Establish the joint venture: Shanghai XDY Group Co., Ltd

组建合资集团博士研发中心

Establish the joint venture: Postdoctor research center

电力有源滤波器的设计

工学院毕业设计(论文) 题目:电力有源滤波器的设计 专业:电气工程及其自动化 班级:电气082 姓名:邓大伟 学号: 1609080203 指导教师:国海 日期: 2011年12月22日

目录 摘要: (1) 1 绪论 (2) 1.1概述 (2) 1.2抑制谐波的方法 (2) 1.3本文研究的内容 (3) 2 APF的工作原理和结构 (4) 2.1APF的基本原理和种类 (4) 2.2APF的谐波检测方法 (5) 2.3APF的补偿电流控制方法 (6) 3 有源电力滤波器谐波检测及控制策略 (8) 3.1瞬时无功功率理论简介及其应用 (8) 3.2SVPWM调制策略 (10) 4 控制系统的总体设计方案 (14) 4.1系统初始化程序的设计 (14) 4.2中断子程序设计 (14) 4.3I P-I Q法补偿谐波和无功电流的原理框图 (15) 5 电力有源滤波器的仿真实现 (17) 5.1源电力滤波器仿真模型的建立 (17) 5.2结果仿真 (21) 总结与展望 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) ABSTRACT: (28)

电力有源滤波器的设计 摘要:随着电力电子装置日益广泛的应用,电力电子装置自身所具有的非线性导致了电网中含有大量谐波,这些谐波给电力系统带来了严重的污染,严重危害了用电设备和通信系统的稳定运行。虽然传统的无源电力滤波器具有结构简单、成本低、技术成熟、运行费用低等优点,但同时也有一些缺点,例如只能抑制固定的几次谐波,并对某次谐波在一定条件下会与电网阻抗产生谐振反而而使谐波放大。 目前,谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器,有源电力滤波器也是一种电力电子装置,且相关技术的研究也日渐成为研究的热点。本文阐述了几种常见APF的拓扑结构及各自的优缺点,详细分析了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法,比例控制和前馈控制两种电流环控制策略以及SPWM和SVPWM两种调制策略。介绍了电力有源滤波器的基本原理和结构,并设计了并联型有源电力滤波器的控制系统,实验结果表明,其谐波抑制和无功补偿可以达到良好的效果,在技术上是可行的。 关键词:电力有源滤波器;谐波检测 ;APF

有源滤波器的安装要求与方法

运输、储存及安装要求 运输 产品可用汽车、火车、飞机、轮船等交通工具运输。产品在运输过程中必须小心轻放。严禁雨淋、暴晒, 不应有剧烈振动、撞击和倒放。运输温度应在-40~+70℃围。有源电力滤波器包装后最大高度为 2400mm,选择运输工具时,请同时考虑运输过程中是否有高度限制等因素存在。 储存 产品不得暴晒及淋雨,应存放在空气流通、周围介质温度在-40~+70℃围,空气最大相对湿度不超过95%(相当于空气温度20±5℃时)及无腐蚀性气体的仓库中。 安装 由于每个场地都有其特殊性,本章并不介绍详细的安装步骤,而只为安装人员提供指导性的一般安装步骤及方法,有安装人员根据场地具体情况处理。 ●注意!●要求三相四线或三相三线制输入电源 ●标准APF系统可与三相四线(接地)制TN,TT和IT交流电源 配电系统(IEC60364-3)以及三相三线制交流配电系统连接。如果用于IT交流电源配电系统,输入需配置一个4极断路器,可参考相关的IT系统标准。 ●警告●应经调试工程师同意后,才可给APF上电。 ●APF的安装应根据本手册说明由合格工程师进行。本手册 未涉及的其他所有设备发货时附有其详细的机械及电气安装资料。 初检 在安装APF前,首先应进行如下检查:

1.目检APF外部和部是否存在运输损坏。如有损坏,请立即通报承运商。 2.核对产品标签,确认设备的正确性。设备侧壁贴有设备标签,标签上标明了APF型号、容量及主要参数。 选位 APF设计为室安装,应安装在清洁的环境中,并且应通风良好,以保证环境温度满足产品规格要求。 APF由部风扇提供强制风冷,冷风通过APF机柜前面的风栅进入APF部,并通过APF后部的风栅排出热风。请勿阻塞通风孔。 注:APF仅适用于安装在混凝土或其它非易燃安装表面。APF可选择机架安装方式、平面安装方式及壁挂式安装方式。 安装环境 为了延长使用寿命,APF位置的选择应保证: 1.接线方便 2.有足够的操作空间 3.通风良好,以满足散热要求 4.周围无腐蚀性气体 5.无过湿和高温源 6.非多尘环境 7.符合消防要求 APF机箱进线端有电源端子和CT输入接线端子。APF前面板设计有操作控制面板提供基本运行状态和报警信息显示。 APF机机安装方式前面提供进风口,后面提供出风口;壁挂式安装方式提供下进风口,上出风口。

有源电力滤波器的研究热点和发展

有源电力滤波器的研究热点和发展 1、引言 近年来,随着电力电子技术的广泛应用,电能得到了更加充分的利用。但电力电子装置自身所具有的非线性也使得电网的电压和电流发生畸变,这些高度非线性设备数量和额定容量的日益增大使得电力系统谐波污染问题日益严重,已成为了影响电能质量的公害,对电力系统的安全、经济运行造成极大的影响;而另一方面供电方及其电力系统设备、用户及其用电器对电能质量的要求越来越高,这一矛盾使得人们对谐波污染问题越来越重视。据《中国电力》报道,我国仅由电能质量问题造成的年电能损失就高达400多亿元,冶金、铁路、矿山等企业的谐波严重超标,因谐波问题导致的开关跳闸、大面积停电甚至电力系统解列等事故也屡见不鲜,因此对电力系统的谐波污染进行综合治理已成为摆在科技工作者面前的一个具有重要现实意义的研究课题。而有源电力滤波器 由于具有高度可控性和快速响应性,能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,因而受到广泛的重视,成为目前国内外供电系统谐波抑制研究的热点。 2、谐波治理的措施 目前,在电力系统中抑制或减少谐波主要从两个方面进行:第一方面是从产生谐波的谐波源装置本身入手。在这些装置设计时就考虑减小谐波的方法,增加谐波抑制环节,已减少电网的谐波注入量,在谐波源本身采取一些措施能大大减小电网谐波。但由于现代电力系统的复杂性以及电力半导体装置开关工作方式,不可能完全消除电网谐波。所以,谐波治理的第二个重要方面就是研究对系统中的谐波进行有效滤波和补偿的方法和措施。下面分别简要介绍这两方面工作的现状和发展。 2.1治理谐波源 近年来,随着几种电力电子装置的大量应用,可控和不可控整流器在电力系统中的应用越来越普遍。这类型整流器在带大电感 (rl)负载时电流近似为方波。带大电容(rc)负载时电流为尖脉冲,使电力系统中的电流严重畸变,成为目前电力系统中主要谐波源,也是目前治理的重点。针对这一类整流器减少谐波、提高功率因数的方法和措施,概括起来主要有以下几种: (1)多相整 脉宽调制pwmpulsewidthmodulation)整流技术; 2.2谐波滤波与补偿 采用主动治理谐波源的方式,可有效限制谐波的产生,但由于谐波源的多样性,要完全

有源电力滤波器设计

1 引言 近年来,公用电网受到谐波电流和谐波电压的严重污染,而电力电子装置是其主要的谐波污染源。随着电力电子装置的日益广泛应用,电网中的谐波污染也日益严重,谐波污染影响到供电质量和用户使用的安全性,因此电网谐波污染的治理越来越受到关注。 滤波器在本质上是一种频率选择电路,通常用幅频响应和相位响应来表征一个滤波电路的特性。理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应,而在阻带内应具有无限大的幅度衰减。按照通带和阻带的相互位置不同,滤波器可分为低通、高通、带通、带阻、全通5类。有源滤波器采用有源器件需要使用电源,加上功耗较大且集成运放的带宽有限,因此目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高,一般不能用于高频场合。但总的来讲有源滤波器在低频(低于1MHz)场合中使用有较无源滤波器更优的性能,因而目前在音频处理、工业测控等领域广泛应用。有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功功率的新型电力电子装置,能对大小和频率都变化的谐波及无功功率进行补偿。和传统的无源滤波器相比,有以下几点突出的优点: (1)对各次谐波和分数谐波均能有效地抑制,且可提高功率因数; (2)系统阻抗和频率发生波动时,不会影响补偿效果。并能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响; (3)不会产生谐振现象,且能抑制由于外电路的谐振产生的谐波电流的变化; (4)用一台装置就可以实现对各次谐波和基波无功功率的补偿; (5)不存在过载问题,即当系统中谐波较大时,装置仍可运行,无需断开。 由以上可看出,它克服了传统的无源滤波器的缺点,具有良好的调节性能,因而有很大的发展前途。

APF有源电力滤波器

有源电力滤波器 有源电力滤波器(APF:Active power filter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿,之所以称为有源,是相对于无源LC滤波器,只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言,APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离,控制并主动输出电流的大小、频率和相位,并且快速响应,抵销负载中相应电流,实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功和不平衡。

1、概述 2、理论基础 3、工作原理 4、标准 5、三电平 ?技术优势 ?滤波器 ?基本应用 ?主要应用场合 ?其他 ?优势 6、性能说明 7、配件选型 1、概述 三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要APF;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。 2、理论基础 有源滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高!实际应用安全系数很低,国际普遍做法是以变压器升压,来保证可靠性,国家相关部

门也要求以变压器升压的形式和有源滤波器结合,治理高压谐波! 3、工作原理 Satons有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流,并通过内部DSP计算,提取出负载电流中的 谐波成分,然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等,方向相反的谐波电流注入到电网中,达到滤波的目的。 指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流,然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流,计算出主电路各开关器件的触发脉冲,此脉冲经驱动电路后作用于主电路。 这样电源电流中只含有基波的有功分量,从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。根据同样的原理,电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。 有源电力滤波器的主电路一般由PWM逆变器构成。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(储能元件为电容)和电流型有源滤波器(储能元件为电感)。电压型有源滤波器在工作时需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

有源电力滤波器的发展历史和研究现状概述

有源电力滤波器的发展历史和研究现状概述 1969 年,Bird 和Marsh 等人提出通过向电网注入三次谐波电流来减少电流中 的谐波成分,从而改善电流波形的思想,这就是有源电力滤波技术的萌芽 [11]。 1971 年,日本的H.Sasaki 和T.Machida 提出有源电力滤波器技术,首次完整地描述了有源电力滤波器的基本原理:通过产生与负载谐波和无功电流大小相 等方向相反的补偿电流,来抵消负载谐波和无功电流,从而达到净化电网的目 的。但是由于当时电力电子技术的发展水平不高,全控型器件功率小、频率 低,采用线性放大器产生补偿电流, 损耗大、成本高,因而有源电力滤波器仅局限于实验研究,未能在工业中应 用。 1976 年,L.Gyugyi 等人提出用大功率晶体管构成PWM 逆变器控制APF 来抑制谐波,引起了普遍关注,确立了有源电力滤波器的主电路的基本拓扑结构和控 制方法,从原理上阐明了有源电力滤波器是一个理想的电流发生器,并讨论了 实现方法和相应的控制原理,奠定了有源电力滤波器的基础。 80 年代以来,随着大中功率全控型半导体器件的成熟和脉宽调制(Pulse Width Modulation PWM)控制技术的进步,对有源电力滤波器的研究逐渐活跃起来。这 一时期的一个重大突破是,1983 年H.Akagi 等人提出了“三相电路瞬时无功 功率理论”[12],以该理论为基础的谐波和无功电流检测方法在有源电力滤波 器中得到了成功的应用,极大地促进了有源电力滤波器的发展。 随着电力电子技术的发展,特别是高功率大电流的半导体器件及可关断晶闸管(GTO)的发展以及瞬时无功功率理论提出的发展,国内外对谐波问题的研究也不 断有新的进展,近年来,国际上有关有害电流检测和抑制技术的研究更是十分 活跃,每年都有量的论文发表。这一方面说明了这一研究的重要性,另一方面 也预示着这一领域的研究有望取得重大突破。 国外对有源电力滤波装置的开发研究工作始于20 世纪90 年代初期,到现在已进入实用化阶段。有源电力滤波技术作为改善供电质量的一项关键技术,其补 偿范围包括谐波、无功、畸变电压等,补偿对象有工业整流负载、电弧炉以及 电气化铁道等。在日本、美国以及德国等工业发达国家已得到了高度重视和日 益广泛的应用,APF 被公认为是今后改善电力系统电能质量的发展方向,现在 也已出现具有快速响应、稳定性高的有源滤波装置。目前,世界上APF 的主要生产厂家有日本三菱电机公司、美国西屋电气公司、德国西门子公司等。文献 显示,从1981 年以来,仅日本就有500 多台APF 投入运行,容量范围在 50kVA-60MVA;而在欧洲,投入运行的工业用并联APF 最大容量已经达到 610KVA[13]。

有源电力滤波器的应用及效果.

有源电力滤波器的应用 所在学院:信息科学与工程学院 专业班级: 学生姓名: 学生学号: 指导教师:

有源电力滤波器的应用 上学期我们学习了《电力电子技术》这门课,通过这门课的学习我了解到:以非线性负载为主产生的谐波会对电力系统形成很大的危害,而传统的电力电子装置本身就是产生谐波的主要污染源。要想抑制电力电子装置和其它谐波源造成的电力系统谐波,基本思路有两条:一是装设补偿装置,设法补偿其产生的谐波;而是对电力电子装置本身进行改进,使其不产生谐波,同时也不消耗无功功率,或者根据需要能对其功率因数进行控制,即采用高功率因数变流器。 装设LC 调谐滤波器是传统的补偿谐波的主要手段。LC 调谐滤波器虽然存在很多缺陷,但其结构简单,既可补偿谐波,又可补偿无功,一直被广泛应用与电力系统中谐波和无功功率补偿。目前的趋势是采用先进的电力电子装置进行谐波补偿,这就是有源电力滤波器(APF )。与LC 无源滤波器相比,有源滤波器具有明显的优越性能,能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿,而且补偿特性不受电网频率和阻抗的影响。有源电力滤波器的变流电路可以分为电压型和电流型。从与补偿对象的连接方式看,有源电力滤波器又可分为并联型和串联型。电压型和并联型在实际中应用较广。 本学期做了一个谐波的产生和抑制的实验,其中谐波是由三相桥式整流电路这一非线性负载产生的,在实验中采用了两种抑制谐波的方法,一种是并联无功补偿电容器和LC 滤波器,另一种是并联一个有源电力滤波器。目标是经过这两次滤波,使谐波电流的畸变率降到5%左右。 有源电力滤波器基本原理如下图1所示。设负载电流为l i ,谐波检测器从负载电流中检测出谐波电流h i ,令指令电流*c h i i =-,补偿电流控制算法控制逆变 器产生补偿电流*c c i i =,注入母线,抵消负载电流中的谐波,达到抑制谐波电流流向电源的目的。系统由四个主要部分组成有源滤波主电路、外围驱动板、谐波检测器 、DSP 器件。

什么是有源滤波装置

什么是有源滤波装置 基本概念 顾名思义有源滤波装置需要提供电源,其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功;三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波装置主要是治理电流谐波,串联有源滤波装置主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波装置同有源滤波装置比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振。 基本原理: 有源滤波装置,是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IGBT或IPM功率模块,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。 技术优势绿色化 效率达97.2%,比效率为95%的有源滤波器年节约电能约6, 500kwh 效率更高的拓扑增强型控制算法 基于精确模型的热设计和结构优化 小型化 体积仅为同类主流品牌1/6,占用更少空间, 活适应不同的工况安装创新,壁挂式或机架式安装使用更少的原材料,保护环境 智能化 补偿指定次数谐波可调感性、容性无功补偿补偿系统不平衡负载自动检测、抑制系统谐振全功能监控系统 模块化 N+1冗余,显著提高系统可靠性流水线生产,更出色质量保证减少系统单故障点灵活并联,适应不同工况 功能特性 同时滤除2~50次谐波,或选择2~50次内任意次数谐波进行补偿响应时间小于300μs 采用3DSP+CPLD全数字控制方式和国际知名品牌高速IGBT,闭环控制,精 确滤除谐波 应用四相线技术,消除中性线电流 自动消除谐振,不受电网阻抗和系统阻抗变化影响具有补偿谐波;同时补偿谐波和无功;同时补偿谐波,无功和负载三相电流不平衡三种工作模式

有源电力滤波器与电气控制原理图

有源电力滤波器与电气控制原理图 电气原理图是根据电气动作原理绘制的,用于分析动作原理和排除故障.而不考虑电气设备的电气元器件的实际结构和安装情况。通过电路图,可详细地了解电路、设备电气控制系统的组成和工作原理,并可在测试和寻找故障时提供足够的信息,同时电气原理图也是编制接线图的重要依据。 1.电气原理图绘制 电气原理图中,一般分为主电路和控制电路两部分分别画出。主电路是设备的驱动电路,在控制电路的控制下,根据控制要求由电源向用电设备供电。主电路通常用粗实线画在图样的左侧(或上方)。在电力拖动线路中,实际上就是设备的电源、电动机及其他用电设备等。 控制和辅助电路一般用细实线画在图样的右侧(或下方)。控制电路、辅助电路要分开画。控制电路画出控制主电路工作的控制电器的动作顺序,画出用作其他控制要求的控制电器的动作顺序。控制电路由接触器和继电器的线圈以及各种电器的常开、常闭触点组合构成控制逻辑,实现需要的控制功能。辅助电路是指设备中的信号和照明部分。主电路、控制电路和其他辅助的信号照明电路,保护电路一起构成电控系统。 电气原理图中的电路可以水平布置或者垂直布置。当水平布置时,电源线垂直画,其他电路水平画,控制电路中的耗能元件画在电路的最右端。当垂直布置时,电源线水平画,其他电路垂直画,控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。

2.元器件绘制和器件状态 电气原理图中的所有电气元器件不画出实际外形图,而采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示。同一电器的各个部件可根据需要画在不同的地方,但必须用相同的文字符号标注。电气原理图中所有元器件的可动部分通常表示在电器非激励或不工作的状态和位置。其中,常见的元器件状态有: (1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。 (2)断路器和隔离开关在断开位置。 有源电力滤波器/APF的系统结构 Dow有源电力滤波器/APF的主电路功能框图如图1所示,Dow 3L结构框图如图2所示,Dow4L 结构框图如图3所示。 图1 Dow3L/4L主电路功能图

有源电力滤波器品牌排行

有源电力滤波器(APF)品牌排行 当前,市场上生产有源电力滤波器的厂家很多,各个品牌参差不齐,且国家标准未正式出台,所以只能挑选出一些市场上一些主流的APF品牌,从质量、稳定性各方面介绍一下当前市场上主流有源电力滤波器品牌的市场情况: 合资主流品牌:霍尼韦尔、GE、诺基亚、ABB、施耐德、 传统的电气行业的几大合资品牌从稳定性、可靠性来说都依然是值得可靠信赖,但是技术参数比得上国内品牌,国内品牌因为竞争的缘故一味追求性能参数,产品稳定性大打折扣,合资品牌的价格都相对较高,一般市场标价达2000~4000元/A。传统的合资品牌西门子貌似还没有APF。 国产一线品牌:南京亚派麦克斯韦电气深圳盛弘上海思源赛博电气深圳英纳仕追日电气........数百家品牌 估计国内生产APF的厂家有上百家,以上品牌都是最近2年广告比较多的品牌,推广力度比较大而已。但是参差不齐。国产品牌的通病就是质量不稳定,国产品牌没有7年以上的应用案例,价格也不一定便宜,国产品牌的价格一般是合资的50%~100%。有源电力滤波器的核心器件比如IGBT、电容器、CPU等国内电子元件技术都不稳定,所以国内生产APF 的厂家大多依靠进口国外品牌的核心元器件,然后再在国内组装,所以成本总体也不低,主要是人工成本较低。另外国产有源电力滤波器的通病就是并联技术,IGBT并联技术还不过关。但是未来的趋势肯定是核心器件国产化后,国内APF厂家的价格也许才会真正降到很低。 另外,有源电力滤波器出来10年左右,市场上有部分打着国外欧美公司品牌(如意大利、美国)的旗号,游龙混杂,有些品牌名字看着大气,实际上是国内生产的,满足国内市场扬眉崇外的心理,所以要注意辨别。

电能质量优化装置-APF有源电力滤波柜

APF有源电力滤波柜-电能质量优化装置 1、概述 有源电力滤波柜是指可以主动发出电流消除系统谐波,具有补偿部分无功和平衡三相电流,并且不与系统发生谐振,适应性强的新一代电力电子设备。 主要谐波产生源如下表: 1.1谐波的危害 1.2谐波治理依据的国家标准 GB/T14549-1993《电能质量:公用电网谐波》 GB/T15543-2008《电能质量:三相电压允许不平衡度》 GB/T12325-2008《电能质量:供电电压允许偏差》

GB/T12326-2008《电能质量:电压波动和闪变》 GB/T18481-2001《电能质量:暂时过电压和瞬态过电压》 GB/T15945-2008《电能质量:电力系统频率允许偏差》 GB7625.1-1998《低压电气电子产品发出的谐波电流限值》 GB/T15576-1995《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》 2、有源电力滤波装置 2.1型号说明 2.2工作原理 ANAPF系列有源电力滤波装置,以并联方式接入电网,通过实时检测负载的谐波和无功分量,采用PWM 变流技术,从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统,从而实现谐波治理和无功补偿。 原理如下图: 2.3主要技术特点 DSP+FPGA全数字控制方式,具有极快的响应时间; 先进的主电路拓扑和控制算法,精度更高、运行更稳定; 一机多能,既可补谐波,又可兼补无功;

模块化设计,便于生产调试; 便利的并联设计,方便扩容; 具有完善的桥臂过流、保护功能; 使用方便,易于操作和维护。 2.4技术参数 2.5有源电力滤波器的功能

2.6安装技术要求 2.6.1布置要求 ANAPF一般为标准柜式结构,安装时应避免倒置或平放,外形尺寸由所选谐波补偿电流值决定,平面布置形式一般由谐波电流补偿点位置决定。其平面布置要求如下 1)离墙安装:正常情况下建议与低压开关柜并列离墙布置,正面操作,双面维护,背面维护通道不小于800mm。 2)靠墙安装:ANAPF也可靠墙布置,正面操作,正面维护。 3)电气设计人员在考虑系统接线及平面布置时应注意将ANAPF的补偿接入点尽量靠近补偿对象,并处于采样CT的上游,或在末端预留空间供设计安装,CT采样处下游不能包含容性负荷。平面布置示意如下图:

有源电力滤波器的要求及应用

有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流,并通过内部DSP计算,提取出负载电流中的谐波成分,然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等,方向相反的谐波电流注入到电网中,达到滤波的目的。 有源电力滤波器是现代化工业的主要副产品之一,随着工业现代化程度提高,谐波的问题日益严重。这主要是现代化工业的用电方式发生了巨大的变化。传统工业的主要电力负荷是电动机和电阻加热设备,这些设备是线性负载,不会产生谐波电流。而现代化工业的主要电力负荷是电流变换器,包括变频器、中频炉、直流电机驱动器等,这些负荷都是非线性负载,工作时产生严重的谐波。 另一方面,大部分配电系统,包括变压器、开关柜、继电保护器、无功补偿柜等,都是按照线性负荷设计的。当实际负荷为非线性负荷时,对配电系统造成严重的危害,轻则导致系统过热、不稳定,重则损坏配电设备。 解决这个问题的最好方法就是在非线性设备的电源输入端安装有源电力滤波器,将非线性负荷转变为线性负荷,谐波导致的各种问题便迎刃而解。这种安装在设备的电源输入端的谐波滤波器就是设备级谐波滤波器。 有源电力滤波器的特殊要求 设备级有源电力滤波器与母线级谐波滤波器有不同的要求。设备级有源电力滤波器与所配的设备一同构成一个完整的系统,谐波滤波器的作用是保证这个系统的谐波电流发射满足特定的标准,例如,GB17625标准。因此,设备级有源电力滤波器要满足一下四个方面的要求: 1)不与系统发生不良作用:配装了谐波滤波器的设备可能在任何系统中使用,而任何情况下都不允许与系统之间发生不良的相互作用,例如与系统发生谐振,放大谐波电流。 2)不会导致超前的功率因数:设备配装了滤波器,功率因数要达到0.98以上,不允许出现过大的感性无功功率和容性无功功率; 3)滤波效果确定:滤波器与特定设备组合起来后,谐波电流发射必须是确定的,与系统的参数无关,这样才能确保设备安装了滤波器后,满足特定的要求;

有源电力滤波器装置主要应用于什么场合

有源电力滤波器装置主要应用于什么场合 安科瑞王志彬2019.03 小编给大家分享下有源电力滤波器装置主要应用场合领域: 随着国内外电力电子技术的发展,大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域,如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等,故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热,使电力电容器组工作不正常,甚至造成热击穿损坏;对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害,严重时会引发设备误动作,造成重大事故;谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械,检测仪表等用电设备也有严重的干扰。因此,必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。 在低压配电网中这些谐波污染问题显得尤为突出,严重影响到各种类大型厂矿的正常生产,如钢铁、煤矿、化工、纺织等企业,以及IT和大规模微电子集成电路企业,造成产品报废,生产线停产,生产设备的寿命骤减甚至损坏。 目前用户通常采用并联型无源滤波器来抑制谐波,但存在不少缺陷。现在的趋势是采用电力电子装置进行谐波补偿,即有源电力滤波器(APF)与前者相比apf有源滤波器能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿,而且补偿特性不受电网阻抗的影响。有源电力滤波器装置必定是消除谐波的主导产品 安科瑞ANAPF有源电力滤波器 1、概述 1.1谐波的产生 电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备(大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量为基波,频率是基波频率整数倍的分量为谐波。谐波是电能质量的重要指标。 1.2谐波的危害 ●谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热,甚至引起火灾。 ●谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等;使变压器局部严重过热;使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以致损坏。 ●引起电网谐振,使得谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统,特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁,经常使电容器和电抗器烧毁。 ●谐波会导致继电保护,特别是微机综合保护器与自动装置误动作,造成不必要的供电中断和生产损失。谐波还会使电气测量仪表计量不准确,产生计量误差,给用电管理部门或电力用户带来经济损失。 ●临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰,轻则产生噪声、降低通信质量、计算机无法正常工作,重则导致信息丢失,使工控系统崩溃。

如何正确区别无源和有源电力滤波器

如何正确区别无源和有源电力滤波器 安科瑞王志彬2019.03 有源电力滤波器装置:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。 无源电力滤波器装置:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。 无源电力滤波器装置 该装置由电容器、电抗器,有时还包括电阻器等无源元件组成,以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路,以达到抑制高次谐波的作用;由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区,所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联,这样既满足无功补偿、改善功率因数,又能消除高次谐波的影响。 有源电力滤波器装置 虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点,在现阶段广泛用于配电网中,但由于滤波器特性受系统参数影响大,只能消除特定的几次谐波,而对某些次谐波会产生放大作用,甚至谐振现象等因素,随着电力电子技术的发展,人们将滤波研究方向逐步转向有源电力滤波器(Active PowerFliter,缩写为APF)。 APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比,有以下三个特点: a.不仅能补偿各次谐波,还可抑制闪变,补偿无功,有一机多能的特点,在性价比上较为合理; b.有源电力滤波器特性不受系统阻抗等的影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险; c.具有自适应功能,可自动跟踪补偿变化着的谐波,即具有高度可控性和快速响应性等特点。 国际上广泛使用的滤波器种类有:各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽颇带与三阶宽频带高通滤波器等。 (1)高通(宽频带)滤波器,一般用于某次及以上次的谐波抑制。当在电弧炉等非线性负荷系统中采用时,对5次以上起滤波作用时,通过参数调整,可形成该滤波器回路对5次及以上次谐波的低阻抗通路。 (2)单调谐滤波器:一阶单调谐滤波器的优点是滤波效果好,结构简单;缺点是电能损耗比较大,但随着品质因数的提高而减少,同时又随谐波次数的减少而增加,而电炉正好是低次谐波,主要是2~7次,因此,基波损耗较大。二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时,基波损耗可减少20~50%,属节能型,滤波效果等效。三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器,但组成复杂些,投资也高些,用于电弧炉系统中,2次滤波器选用三阶滤波器为好,其它次选用二阶单调谐滤波器。 安科瑞ANAPF有源电力滤波器 1、概述 1.1谐波的产生 电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备(大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量为基波,频率是基波频率整数倍的分量为谐波。谐波是电能质量的重要指标。 1.2谐波的危害

有源滤波装置企业标准

XXXX公司电力有源滤波装置企业标准 QB/HDRN 11067-2015 前言 本标准由xxxx公司严格按照JB11067-2011T 低压有源电力滤波装置 标准编写的,本标准规定了xxxx公司低压有源滤波器研发、试验、生产各环节的参照标准。 本标准起草人:xxx、xxx 整理:xxx 本标准归口:xxxxxxxx 1范围 本标准规定了有源电力滤波装置(以下称滤波装置)的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等要求。 本标准适用于50 Hz、额定工作电压不超过1 000 v的低压配电系统,采用三相三线电压源型逆变器结构的并联型滤波装置。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 JB11067-2011T 低压有源电力滤波装置 GB/T 2900.1-2008 电工术语基本术语 GB/T 2900.33-2004 电工术语电力电子技术(IEC 60050-551:1998,IDT; IEC 60050-551-20:2001. IDT) GB/T 3859.1-1993半导体交流器基本要求的规定(eqv IEC 60146-1-1:1991) GB 4208外壳防护等级(IP代码)(GB/T 4208-2008,IEC 60529:2001,IDT) GB/T 4365-2003 电工术语电磁兼客 GB/T 13384-2008 机电产品包装通用技术条件 GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波 GB/T 14715-1993 信息技术设备用不间断电源通用技术条件 GB/T - 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(IEC 61000-4-2:2001.IDT) GB/T 17626.4-2008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(IEC 61000-4-4:2005, IDT) GB/T 17626,5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验(IEC 61000-4-5:2005.IDT) GB/T 17626.12-1998 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验(idt IEC 61000-4-12:1995) GB 17799.4-2001 工业环境中的发射标准(idt IEC 61000-6-4:1997) JB/T 8636-1997 电力交流变压器 3术语和定义 GB/T 2900.1、GB/T 2900.33、GB/T 4365中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

有源滤波器的概念原理与设计说明

一、基本概念: 有源电力滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿,之所以称为有源, 顾名思义该装置需要提供电源,其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功;三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高! 二、基本原理: 有源电力滤波器,是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IGBT或IPM功率模块,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。 三、基本应用: 谐波主要危害: ? 增加电力设施负荷,降低系统功率因数,降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率,造成设备浪费、线路浪费和电能损失; ? 引起无功补偿电容器谐振和谐波电流放大,导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行; ? 产生脉动转矩致使电动机振动,影响产品质量和电机寿命; ? 由于涡流和集肤效应,使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热,浪费电能并加速绝缘老化; ? 谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度,降低设备使用寿命; ? 零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线系统的中线过载,并在三角形接法的变压器绕组内产生环流,使绕组电流超过额定值,严重时甚至引发事故。 ? 谐波会改变保护继电器的动作特性,引起继电保护设施的误动作,造成继电保护等自动装置工作紊乱;

有源电力滤波器的基本原理和分类

有源电力滤波器的基本原理和分类 1.有源电力滤波器的基本原理 有源电力滤波器系统主要由两大部分组成,即指令电流检测电路和补偿电流发生电路。 图1 有源滤波器示意图 指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流,然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流,计算出主电路各开关器件的触发脉冲,此脉冲经驱动电路后作用于主电路。这样电源电流中只含有基波的有功分量,从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。根据同样的原理,电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。 有源电力滤波器的主电路一般由PWM逆变器构成。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(储能元件为电容)和电流型有源滤波器(储能元件为电感)。电压型有源滤波器在工作时需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。而电流型有源滤波器在工作时需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。电压型有源滤波器的优点是损耗较少,效率高,是目前国外绝大多数有源滤波器采用的主电路结构。电流型有源滤波器由于电流侧电感上始终有电流流过,该电流在电感阻上将产生较大损耗,所以目前较少采用。 图2 电压型有源滤波器

图3 电流型有源滤波器 2.有源电力滤波器的分类 按电路拓朴结构分类,电力有源滤波器可分为并联型、串联型、串-并联型和混合型。 图4 并联型有源滤波器 图4所示为并联型有源滤波器的基本结构。它主要适用于电流源型非线性负载的谐波电流抵消、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,它也是当前应用最为广泛的一种有源滤波器拓补结构。 图5 串联型有源滤波器 图5所示为串联型有源滤波器的基本结构。它通过一个匹配变压器将有源滤波器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。与并联型有源滤波器相比,串联型有源滤波器损耗较大,且各种保护电路也较复杂,因此,很少研究单独使用的串联型有源滤波器,而大多数将它作为混合型有源滤波器的一部分予以研究。 图6 混合型有源滤波器 图6所示为混合型有源滤波器的基本结构。它是在串联型有源滤波器的基础上使用一些

有源电力滤波器

顾名思义该装置需要提供电源,其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功;三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高! 二、基本原理: 有源电力滤波器,是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IGBT或IPM功率模块,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。 三、基本应用: 谐波主要危害: ? 增加电力设施负荷,降低系统功率因数,降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率,造成设备浪费、线路浪费和电能损失; ?引起无功补偿电容器谐振和谐波电流放大,导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行; ? 产生脉动转矩致使电动机振动,影响产品质量和电机寿命; ? 由于涡流和集肤效应,使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热,浪费电能并加速绝缘老化; ? 谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度,降低设备使用寿命; ? 零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线系统的中线过载,并在三角形接法的变压器绕组内产生环流,使绕组电流超过额定值,严重时甚至引发事故。 ? 谐波会改变保护继电器的动作特性,引起继电保护设施的误动作,造成继电保护等自动装置工作紊乱;

有源电力滤波器的研究综述

想要使项目建设成本控制达到真正的有效控制,就必须严格按照一定的经济责任制要求,贯彻实施责任和权利相匹配的原则类型,只有这样在项目建设过程中完全有效的确定各成本发生中心体系,它们都是有效控制成本的载体。 (四)营房建设项目管理成本控制的方法 随着实践和科学研究的不断进行,到现在为止工程建设项目用来成本控制的基本方法和理论依据不断的增加,但是这些方法适合于不同的情况或者说是背景类型,在不同的建设背景下实施不同的控制方法将会产生不同的效果类型。营房建设项目成本控制的基本方法类型包括以下几种: 1.制度控制 制度控制是从最基本的施工单位角度对项目成本实施过程中的总体进行宏观有效的控制。它规定和约定了项目建设成本控制的有效方法和内容,用来解决项目施工建设过程中和成本控制管理中出现的可以有章可循、有例可根的重要问题的解决方法。 2.额度控制 为了控制建设项目最终成本的核算结果,建设或者承包单位必须及时获取或者调查完整的市场材料等价格信息资料。这些最基本的市场资料类型,对比以往历史资料按照一定比例予以控制和计算,由此用于确定建筑安装工程过程中材料基础定额。 3.合同控制 为了有效的控制建设过程中的成本,除采取上述的办法用来控制成本外,还经常采取与以上方法相配套的合同控制的办法。用合同来控制建设成本是指建设企业实施成本建设控制的重要方向之一。合同管理与其他控制办法的最主要不同之处就在于前面的控制方法大多属于行政控制。然而项目建设合同控制管理是指建设合作双方在合同自愿协商、自愿负责控制的基础上,产生的按照法律程式和方法具有约束力的有效控制办法。 作者简介:毕胜,1979年生,工作于中国人民解放军65139部队,现在长春工业大学攻读硕士研究生,项目管理专业。 摘要:随着电力电子技术的发展,电力电子装置在电力系统中的应用越来越广泛,应运而生的非线性和冲击性负载产生的谐波及无功电流对公共电网的污染也日渐严重。在解决谐波问题的众多方法中,有源电力滤波器(APF)是一种相当具有发展前景的谐波抑制装置。在国外,有远点滤波器早已进入了工业实用化阶段;而在国内,由于起步较晚,虽然在理论上已相当成熟,但在工业上却还没有得到广泛的应用。 关键词:有源电力滤波器串联混合型有源电力滤波器并联混合型有源电力滤波器 一、有源电力滤波器的发展历史及分类 有源电力滤波器最早被提出是在B.M.Bird和J.F.Marsh发表的论文(1969年)中,该论文所描述的方法是将三次谐波电流通入交流电网来减少电源中电流的谐波成分,从而改善电源电流波形。 在此之后,L.Gyugyi等人提出了用PWM变换器构成有源电力滤波器的方法,从而确立了有源电力滤波器的概念包括主电路的拓扑结构和控制方法。但由于技术水平还不高,有源电力滤波器仍然只能处于实验研究阶段。 80年代后,电力电子技术和PWM控制技术得到了长足的发展,在此基础上“三相电路瞬时无功功率理论”也被日本学者赤木泰文等人提出,其衍生出来的无功电流检测方法也成功的在有源电力滤波中得到了应用,直到现在该理论任然是有源电力滤波器研究的主要理论。 20世纪90年代末国外学者在此基础上进一步提出了一种新型的有源电力滤波器—— —统一电能质量调节器(UPQC),这种APF同时具有串、并联APF的功能而且具有较高的性价比,虽然目前任然处于试验阶段,但是这也将成为以后有源电力滤波器的一个重要研究方向。 有源电力滤波器从最早的单独使用的并联型,经过多年发展后,分化为现在的串联混合型和并联混合型。为适应对不同电网的补偿,进一步提出了串联型有源电力滤波器等。其本质是根据有源电力滤波器接入电网的方式的不同,将其分为并联型和串联型两大类。 二、有源电力滤波器的国内外研究现状 目前对有源电力滤波器的研究较为成熟的国家主要是日本及一些欧美国家,然而日本学者对拓扑结构的研究更为深入。 有源电力滤波器的主要生产厂商有三菱公司、西屋电气公司、西门子公司、ABB公司等,对有源滤波器的研究也领先于其他生产公司。其中一些产品已经相当成熟,已进入了实用化生产阶段。据日本电气学会对有源电力滤波器在日本应用情况的调查显示,在工业应用中,有源电力滤波器主要用于补偿谐波,占71.7%。而我国对于谐波问题的研究远远落后于其他国家,直到80年代末才有这方面的文章出现,直到现在国内对有源电力滤波器的研究任然处于理论及实验室阶段,虽然近几年有越来越多的单位在进行有源电力滤波器的研究,但研究方向却集中在并联型和混合型上,其中并联混合型有源电力滤波器的研究最成熟。其中包括了功率理论的定义,谐波的检测方法、有源电力滤波器的稳态和动态特性分析等。进几年来国内对谐波问题重视越来越高,利用有源电力滤波器对电能质量的改进潜藏着巨大的市场应用价值,有源电力滤波器在补偿滤波、不平衡电流、中线电流和无功功率等方面必将得到更为广泛的应用。 三、有源电力滤波器的发展方向 有源电力滤波器的主要使用方法是通过对PWM调制来提高开关器件的效率,通常采用IGBT及PWM技术进行谐波补偿和GTO和多重化技术来对谐波进行补偿。 从经济上考虑,大功率滤波装置可采用有源电力滤波器与LC无源滤波的并联使用来减小有源电力滤波器的容量,从而降低成本、提高效率。目前的主要应用趋势是将一种名为“统一电能质量调节器"的有源电力滤波器安装在供电系统的供电侧。 随着高速数字信号处理器(DSP)的出现,使有源电力滤波器的数字化控制也成为一种发展趋势,采数字方法可对谐波和无功电流进行实时计算,而且通过DSP还可以实现数字控制方,可将开关控制信号直接通过I/O接口和PWM接口发出,解决了模拟方法所不能解决的不少问题,同时使系统的抗干扰能力也得到了极大的提高。 在未来的研究中,我们可以从有源滤波器的拓扑结构,补偿性能,控制系统结构和降低成本等几个方面对有源滤波器进行更深一步的研究。 四、评述总结: 为了适应快速增长的电力需求,我国电力系统目前正沿着高电压、大容量、远距离的方向发展。随着电网的迸一步扩大,电力系统的结构日益复杂,需要补偿的谐波和无功容量急剧增加,电力系统对有源电力滤波器装置的容量、性能的要求也越来越高。因此,如何利用有源电力滤波器解决复杂电力系统和复杂负载中的谐波和无功抑制问题,以及如何提高有源电力滤波器的容量和滤波性能是目前有源电力滤波器需要解决的问题。现如今,对并联混合型有源电力滤波器的研究已相当的成熟,并在国外已得到了广泛的应用,在理论上的进一步研究也受到生产能力的限制。再之,其本身存在不能抑制谐振的缺陷,并联混合型有源电力滤波器的进一步研究的空间已经相当的小了。然而串联混合有源电力滤波器就很好的弥补了这一缺陷,并且其研究起步晚,理论也相当的不成熟,其研究的空间还相当的大。 参考文献: [1]周国梁,石新春.经济型有源电力滤波器的分析[J].电力科学与工程, 2004,6(3):34-36. [2]颜晓庆,王兆安.电力有源滤波器及其新发展[J].电工技术杂志,1998,7:3-5. [3]罗安,付青等.变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器[J].中国电机工程学报,2004,24(9):l16-123. [4]薛文平,刘国海。基于同步参考坐标变换的改进型谐波检测法[J].电力电子技术,2006,40(1):47-49. [5]周柯,罗安等.一种大功率混合注入式有源电力滤波器的工程应用[J].中国电机工程学报,2007,27(22):80-86. 有源电力滤波器的研究综述 王文凯肖亚李茂罗欣沂杨凡弟谢延义 重庆邮电大学自动化学院 上接第265页 257

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