有源滤波装置讲解
4、有源滤波装置
4.1 采用的标准规范
设备的制造、试验和验收除了满足本用户需求书的要求外，还应符合如下标准规范：《地铁设计规范》GB50157-2003 《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009 《低压成套开关设备和控制设备》GB7251.1-2005
《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》GB/T14048.1-2006 《低压系统内设备的绝缘配合第一部分：原理、要求和试验》GB/T16935.1-2008 《低压开关设备和控制设备第3部分：开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》GB14048.3-2008
《半导体变流器基本要求的规定》GB/T3859.1-93 《半导体变流器》 GB 17950-2000 《半导体变流器》 IEC60146
《标称电压1kV及以下交流电力系统用非自愈式并联电容器第1部分：总则—性能、试验和定额—安全要求安装和运行导则》GB/T 17886.1-1999
《电力电容器低压功率因数补偿装置》GB/T 22582-2008 《供配电系统设计规范》GB50052-2009 《低压配电设计规范》GB50054-95 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 《低压用户电气装置规程》DGJ08-100-2003
《受谐波影响的工业交流电网、过滤器和并联电容器的应用》IEC 61642
《电磁兼容(EMC).第2部分：环境—第4分部分：工厂低频传导骚扰
兼容水平》
IEC 61000-2-4
《电磁兼容(EMC)—第4部分：试验和测量技术—第7分部分：供电系统及所连设备谐波和谐间波和测量和测量仪器导则》
IEC 61000-4-7
《电能质量供电电压偏差》GB/T12325-2008
《电能质量电压波动和闪变》GB/T12326-2008 《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93
《电能质量三相电压不平衡》GB/T15543-2008 《电能质量电力系统频率偏差》GB/T15945-2008
《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》GB/17625.1-2003 《电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制》GB17625.2-2007
《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》GB/Z 17625.3-2000
《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》GB/Z 17625.6-2003
《外壳防护等级（IP代码）》GB4208-2008
所采用的标准均应为合同执行时的最新有效版本。若投标人采用除上述之外的其它被承认的相关国内、国际标准，应明确提出并提供相应
标准复印件，经招标人批准后方可采用。
4.2 主要技术参数
4.2.1 系统参数
0.4kV低压配电系统采用三相四线制，接地保护系统采用TN-S方式。配电方式：TN-S母线（独立的N线和PE线）系统母线电压：AC 0.4/0.23kV 系统额定电压：AC 0.38/0.22kV 额定频率：50Hz
0.4kV系统接地方式：中性点直接接地 4.2.2 设备技术参数
工作电压：AC380士15%；工作频率：50HZ；额定容量：见供货数量；过载能力120%（10ms）；
有源滤波器适用于三相四线TN-S系统，在滤出相线谐波电流的同时滤出中性线内的谐波电流，中性线滤波能力3倍于相线电流。
开关频率：20kHz(平均)；全响应时间：＜20ms；
功率损耗：满载时≤额定容量3%；噪音：≤60dB；
滤波效果：在满负荷工作情况下，电压畸变率≤2%，电流畸变率≤3%；滤波器应能方便地通过并联实现扩容；
MTBF(平均无故障时间)≥10万小时；防护等级：IP21。
4.3 技术性能及要求
低压有源滤波装置为封闭式户内成套设备，其功能为用于动态抑制谐波，同时可进行无功补偿，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。为保证地铁供电系统安全有效的运行，要求低压有源滤波装置满足地铁环境条件、技术先进、生产工艺成熟可靠、结构紧凑、便于安装和维护。
本工程低压电力有源滤波装置采用并联型三相四线制有源滤波器。有源滤波器系统主要由以下几部分组成，包括主回路、指令电流运算电路、驱动电路、电流跟踪控制电路、电源系统等。
4.3.1 总体要求
1）采用的IGBT能自动根据电网运行方式的变化和负载的波动调整输出，以抵消电网中的谐波， IGBT要求具有国内地铁运营业绩的产品，品质及性能等同或优于类似英飞凌、semikon、dynex、日本三菱等品牌的产品。
2）有源滤波器应不受电网阻抗和系统阻抗变化的影响，不能发生谐振。
3）能滤除2～50次各次谐波，并可同时滤除不少于15种谐波，可根据需要设定需要滤波的谐波次段和滤除谐波的目标值。
4）内置无功补偿功能，该功能的投入使用应可进行设定。 5）可同时进行滤波和无功补偿。
6）滤波器在滤波的同时必须避免过补偿，即有源滤波器可以做到只滤波而不产生无功功率，完全避免过补偿，也可以通过设定目标功率因数，将滤波后剩余的能量用于无功补偿。
7）有源滤波器应具备完整的保护装置，包括过载、过电流、短路等。以及具备系统自诊断功能。
8）三相负荷电流不平衡时，有源滤波器可正常补偿并消除负荷不平衡现象，中性线滤
波能力应为相线的三倍。
9）具有缓启动控制回路，以避免启动瞬间过大的突入电流，并限制该电流在额定范围之间。
10）当系统负载的谐波量大于滤波器补偿能力时，滤波器仍应根据本体容量输出额定电流，继续有效滤波，不发生超载或导致设备损坏而退出运行。
12）应满足轨道交通供电系统实现电力监控功能的需要，具有远程通信接口用于接入监控系统。
13）有源滤波器应具有液晶显示器和操作键的人机界面，可进行参数设置、状态改变、信息查看等操作，并能显示运行状况、测量数据、故障报警等信息。
14）有源滤波器自生输出的高频纹波，通过内置的滤波回路，进行滤除，谐波电流输出<2%；
15）有源滤波器推荐采用自冷，并预留风扇散热的条件。如需要采用风扇散热，风扇需内置风机转速监测。当风机转速下降或故障时，自动切断输出及报警。有源滤波器自身还有温度监测和降容运行功能，当温度监测发现功率器件过热时，有源滤波器输出自动降容，若温度继续升高，则自动切断输出，同时报警。不接受采用水冷散热的方式。风扇MTBF为：>35,000小时。
16）有源滤波装置测量用CT应设置在负载侧，精度不低于0.5级。 17）有源滤波装置宜具有投入前后谐波含量对比功能。
18）针对低压负荷，按照先滤波后补偿的原则，厂家应提供具体方案，供招标人确认。
4.3.2 主回路
主回路主要由断路器、PWM变流器、电解电容、滤波电容和电抗器、避雷器等组成。主回路PWM变流器采用三相全控桥电压型变流器，PWM变流器采用双重化配置，两组相同PWM变流器并列运行。
断路器采用与0.4kV低压开关柜内断路器同品牌、同系列产品，具体参数在设计联络时确定。
电容MTBF为：>100,000小时，要求具有国内地铁运营业绩的产品，品质及性能等同或优于类似BHC、EPCOS、日立等品牌的产品。PWM变流器应具有过载、过压、过热、缺相、短路等保护功能，并能自动切除。投标人应提供有源滤波器主要元器件技术性能指标或参数。 4.3.3 驱动电路
驱动电路由电源部分、驱动部分、保护部分组成。电源部分用来提供驱动模块正常工作时电源；驱动部分主要包括驱动模块；保护部分具有检测PWM变流器的电流和温度信号，通过无源接点或通信口输出。
4.3.4 有源滤波器的控制
有源滤波器的控制系统包括指令电流运算电路和电流跟踪控制电路。指令电流运算电路主要作用是对采样数据进行计算和分析，得出指令信号。
对有源滤波器进行控制管理，包括：对滤波参数进行编程、同时滤除多种谐波的选定、不同功能的优先次序设定、无功补偿的功率因数设定、相平衡、零无功功率滤波。
4.3.5 辅助电源
辅助电源主要功能是将输入的AC220V或DC110V电源转换为有源滤波器自身需要的控制电源。一般由进线变压器、交流滤波器、开关电源、电源板和防雷元件等组成。
4.3.6 继电保护配置及测量
进线采用断路器，且在主回路配置熔断器，实现装置内的过载、过电流、短路保护。装置内具有过载、过压、过热、缺相、短路、控制电压欠压等保护功能及外部输出警报、跳闸端口。
装置内部应能实现IGBT自动限流功能，保证滤波器自动限制在100%额定容量输出，而不会发生滤波器过载运行。
过压保护：防止系统出现过电压，在系统发生过电压时闭锁有源滤波器输出，同时有相
应的告警。
温度保护：包括外壳温度过热保护功能和芯片温度过热保护功能；当内部温度超过预定值时，闭锁有源滤波器输出，并发出告警。
浪涌保护：柜内配有防浪涌元件，防止浪涌对滤波器造成的损坏，当防浪涌元件故障时，应提供报警信息。
具体的保护方式和内容在设计联络时确定。
可进行启动、终止和重启滤波器；测量、分析、记录各种参数；对滤波器进行设定；监测滤波器的负荷和故障记录；提供滤波器各种表示信息；具有故障记录功能。
4.3.7 柜内其它元器件
柜内绝缘导线应为低烟无卤阻燃型耐热铜质多股绞线，额定电压至少应同相应电路的额定绝缘电压相一致，导线截面选择由厂家负责，低压控制部分电缆一般配线应用1.5mm2 及以上（电流回路为2.5mm2及以上），可动部分的过渡应柔软，并能承受住挠曲而不致疲劳损坏。柜内母线和导线的颜色应符合相关标准规定（A黄、B绿、C红），柜内保护导体的颜色必须采用黄绿双色。当保护导体是绝缘的单芯导线时，也应采用这种颜色并且最好贯穿导线的全长。黄绿双色导线除作保护导体的识别颜色外不允许有任何其它用途。
指示灯、按钮、插接件、走线槽等均应符合国家或行业的有关标准。引进引出装置内外的导线必须经过端子排。接线端子应适合连接硬、软铜导线，并保证维持适合于电器元件和电路的额定电流、短路电流强度所需要的接触压力。端子上的回路名称及编号应清晰可见不易磨损。
二次回路导线应有足够的截面，以保证测量的准确度。
4.3.8 监控要求
（1）有源滤波器的控制器采用国际标准的通信协议，推荐采用Modbus，具有标准的通信接口，有源滤波柜监控信息接入安装于0.4kV开关柜的通信接口装置，与0.4kV开关柜测控装置一起组网接入变电所综合自动化系统，以满足变电所综合自动化系统的组网需求，具体形式在设计联络时确定。
有源滤波装置具有以下遥控、遥信、遥测功能（包括但不限于）：遥控：启动、停止
遥信：上电、运行、停止、故障
遥测：已消耗滤波能力（百分比）、线路电流基波与各次谐波含量、电流畸变、频率等
具体的遥控、遥信、遥测信息在设计联络时确定。
（2）有源滤波装置具有液晶显示器和操作键的人机界面，液晶显示及操作界面应置于装置表面，方便进行参数设置，状态改变、信息查看等操作，并能显示运行状况、测量数据、故障报警灯信息。
监测参数包括但不限于以下内容：
补偿电流与额定电流的百分比；线路电流基波与各次谐波含量柱形图；电流畸变、频率、功率因数等；
液晶显示：电网电压、电流、各次谐波电流值、电压畸变率、故
障报警等信号、已设置的参数、装置/电网故障事件查询等信息；
负载电流与滤波后电流有效值对比及节能量估算；
控制参数设置内容如下：
工作模式的选择：无功补偿、谐波滤波、三相不平衡补偿及其结
合；分时段的功率因数目标值、滤波次数及其目标值的设定；
装置权限管理、装置投切控制。
具体内容在设计联络中确定。
4.4 结构要求
4.4.1 有源滤波器结构基本要求
推荐采用一面柜。有源滤波器的柜体、柜内母排及连接件由0.4kV开关柜厂家提供。
4.4.2 外接导线端子
根据电缆截面大小配置接线端子。
接线用的有效空间允许连接规定材料的外接导线和线芯分开的多芯电缆，导线不应承受影响其寿命的应力。
电缆入口处装有电缆套，在电缆正确安装好后，能够达到所规定的防护等级。端子排分为试验端子、可连端子、终端端子、一般端子等，端子排导电部分为铜质。端子的选用根据回路载流量和所接电缆截面确定，盘内考虑预留总数量20％的端子及安装位置，每个端子排应设有方便拆装的独立端子号。端子排采用抗震动、免维护的阻燃端子，外壳材料的阻燃等级为V0级，采用弹簧夹持或螺钉式连接，具有中央和侧面的明显标识；端子排采取防锈蚀处理，但不影响其导电性能，具有较强的过流能力，端子排采用品质及性能等同或优于类似菲尼克斯、万可、魏德米勒等品牌的产品。
4.4.3 保护性接地
柜内设有独立的PE接地系统，并且贯穿整个装置，PE线的材料采用铜排，能与低压开关柜柜体、接地保护导体通过螺钉可靠连接，其电阻值应不大于0.01欧。
柜体底板、框架、金属外壳及可打开的门体等外露导体部件通过金属螺钉和金属铰链等直接的相互有效连接，或通过由保护导体完成的相互有效连接以确保保护电路的连续性。
保护导体能承受装置的运输、安装时所受的机械应力和在单相接地短路事故中所产生的机械应力和热应力，其保护电路的连续性不被破
坏。
保护接地端子设置在容易接近之处，当罩壳或任何其它可拆卸的部件移去时，其位置能保证电器外壳与接地极或保护导体之间的连接。保护接地端子的标志能清楚而永久性地识别。
4.4.4 母线、导线和布线
主电路母线和导线的允许载流量应不小于可能通过该电路最大工作电流的1.5倍。母线连接应紧固、接触良好、配置整齐美观，母线之间或母线与电器元件端子连接处应采取防电化腐蚀的措施，并保证载流件之间的连接有足够的持久压力，但不得使母线受力而永久变形。导线应为低烟无卤阻燃型电缆。
母线和导线的颜色应符合相关标准的规定。母线相序的排列应符合下表的规定(正面观察)。
母线的材料、连线和布置方式以及绝缘支持件应满足装置的预期额定短路耐受电流的要求。
辅助电路绝缘导线的截面应根据要承载的额定工作电流来选择，并满足相关国家规范。辅助电路的布线应整齐美观，不应贴近具有不同电位的裸露带电部件或有尖角的边缘敷设。导线不应自由晃动，应采用适当的支撑或装人行线槽内。
连至移动部件(例如门)上的电器元件的导线应采用多股铜芯绝缘导线。设计时应考虑到当该部件移动时不使连接导线承受过大的张力和产生机械损伤。
接线应在固定端子上进行，导线中间不允许有接线点，所有接线点应
牢固、接触良好、并有足够的持久压力。
一个接线端子一般只能连接一根导线，必要时允许连接二根导线，当需要连接二根以上导线时，应采取适当措施，以保证导线的可靠连接。连接到发热电器元件上的绝缘导线应考虑到发热元件对导线绝缘层的影响，应采取适当措施。
辅助电路绝缘导线的端部，应有与图样要求一致的连接标记，标记应清晰耐久。绝缘导线的额定电压，不得低于相应电路的额定工作电压。
4.5 可靠性、可维护性、可扩展性
4.5.1 可靠性
设备在设计时必须采用高可靠性措施。这些措施应通过利用如下的技术以降低系统故障概率和有关影响正常运行的随机性：
（1）冗余措施
（2）使用已证明具有高可靠性的元件
（3）对系统安全，所选的不论是硬件还是软件的冗余方式，均要求任何一个导致非安全条件的故障或故障组合，其表现出的发生概率应小于10-11/工作小时。
（4）检测校验过程要有足够的频度，使类似或等同故障在二次检测之间不会发生。（5）平均无故障时间(MTBF)
投标人应在投标文件中对每一独立的子系统和整个系统提供MTBF值和可用性数值。全线系统可用性，应在工程的144小时、试运行、保证期内测试。（6）电磁辐射及兼容
对于电子设备应考虑防电磁干扰措施。任何子系统的运行都不应受其它子系统产生之电磁辐射的影响，或根据经验所知的城市电磁环境及地铁环境的影响。并应采取措施，解决电磁干扰/兼容的问题以及允许辐射电平和对电磁辐射灵敏性的问题。投标人投标时应提供EMC 兼容计划及其通过的电磁兼容型式试验报告。
（7）虫害
所提供设备，应采用适当的措施以预防虫害。 4.5.2 可维护性
设备应设计成只需最少的调整和预防性维护，以及运行维护。产品设计应包括故障隔离及诊断措施，以减少设备修复时间、维护材料和人工成本。
应通过制定合理的维修/更换策略、在线维修措施及维修支持设备的最佳运用来减少停机时间。
电子设备应维修到板级。
4.5.3 可扩展性
设备应尽量采用模块化设计的原则，在产品设计时应留有扩展能力，以适应远期扩展。因此，投标人应在产品设计中作相应考虑，以满足有关设备在扩展时的要求。
RC 有源滤波器
实验19RC 有源滤波器 一、实验目的 1.深刻理解RC 有源滤波器的工作原理。 2.掌握有源滤波器的测量和调试技术。 二、实验原理 滤波器是一种能使有用频率的信号通过而同时能对无用频率的信号进行抑制或衰减的电子装置。在工程上，滤波器常被用在信号的处理、数据的传送和干扰的抑制等方面。滤波器按照组成的元件，可分为有源滤波器和无源滤波器两大类。凡是只由电阻、电容、电感等无源元件组成的滤波器称为无源滤波器。凡是由放大器等有源元件和无源元件组成的滤波器称为有源滤波器。由运算放大器和电阻、电容（不含电感）组成的滤波器称为RC 有源滤波器。本实验只研究RC 无源滤波器和RC 有源滤波器的特性以及它们之间的关系。 RC 有源滤波器按照它所实现的传递函数的次数分，可分为一阶、二阶和高阶RC 有源滤波器。从电路结构上看，一阶RC 有源滤波器含有一个电阻和一个电容。二阶RC 有源滤波器含有二个电阻和二个电容。一般的高阶RC 有源滤波器可以由一阶和二阶的滤波器通过级联来实现。所以本实验只研究一阶和二阶滤波器。重点研究二阶RC 有源滤波器。 滤波器按照所允许通过的信号的频率范围可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。其中，低通滤波器只允许低于某一频率的信号通过，而不允许高于该频率的信号通过。高通滤波器只允许高于某一频率的信号通过而不允许低于该频率的信号通过。带通滤波器只允许某一频率范围内的信号通过而不允许该频率范围以外的信号通过。带阻滤波器不允许（阻止）某一频率范围（频带）内的信号通过而只允许该频率范围以外的信号通过。本实验重点研究RC 有源低通滤波器和带通滤波器。 1．一阶低通滤波器 图1.19.1（a ）中虚线框内的电路是一个RC 组成的一阶低通滤波器。 它的传递函数为 其中，ω0=1/ＲＣ。 为了提高增益并提高带负载能力，可以将上述滤波电路接到由运算放大器组成的放大电路中， 图1.19.1一阶RC 低通滤波器及其幅频特性 （1.19.1）
有源带通滤波器设计报告
有源带通滤波器设计报告 学生姓名崔新科 同组者王霞吴红娟 指导老师王全州
摘要 该设计利用模拟电路的相关知识，设定上线和下限频率，采用开环增益80dB 以上的集成运算放大器，设计符合要求的带通滤波器。再利用Multisim 仿真出滤波电路的波形和测量幅频特性。通过仿真和成品调试表明设计的有源滤波器可以基本达到所要求的指标。其主要设计内容： 1．确定有源滤波器的上、下限频率； 2．设计符合条件的有源带通滤波器；- 3．测量设计的有源滤波器的幅频特性； 4．制作与调试； 5. 总结遇到的问题和解决的方法。 关键词：四阶电路有源带通滤波器极点频率 The use of analog circuit design knowledge, on-line and set the lower limit frequency, the use of open-loop gain of 80dB or more integrated operational amplifier designed to meet the requirements of the bandpass filter. Re-use Multisim circuit simulation waveform and filter out the measurement of amplitude-frequency characteristics. Finished debugging the simulation and design of active filters that can basically meet the required targets. The main design elements: 1. Determine the active filter, the lower limit frequency; 2. Designed to meet the requirements of the active band-pass filter; - 3. Designed to measure the amplitude-frequency characteristics of active filters; 4. Production and commissioning; 5 summarizes the problems and solutions. Keywords: fourth-order active band-pass filter circuit pole frequency
有源滤波器技术经验规格手册标手册
低压有源滤波装置技术要求1.概述 1.1 设备名称：低压有源滤波装置 1.2 数量： 1.3 1.4 1.5 2. 2.1 GB14048.3-93 《低压开关设备和控制设备低压开关、隔离器、隔离开关及熔 断器组合电器》 GB/T3859.1-93 《半导体变流器基本要求的规定》 GB3983.1-89 《低电压并联电容器》 JB7113-1993 《低电压并联电容器装置》 GB50052-95 《供配电系统设计规范》 GB50054-95 《低压配电设计规范》
JGJ/T16-92 《民用建筑电气设计规范》 DGJ08-100-2003 《低压用户电气装置规程》 IEC 61642 《受谐波影响的工业交流电网、过滤器和并联电容器的应用》 IEC 61000-2-4 《电磁兼容(EMC).第2部分：环境—第4分部分：工厂低频传导 骚扰兼容水平》 IEC 61000-4-7 《电磁兼容(EMC)—第4部分：试验和测量技术—第7分部分：供 电系统及所连设备谐波和谐间波和测量和测量仪器导则》 GB/T12325-2003 《电能质量供电电压允许偏差》 2.2 2.2.1 *2.2.2 *2.2.3 证书。 *2.2.4 2.2.5 1) 有源滤波器 2)有源滤波模块要求功率器件采用IGBT，其开关频率为20KHz实现动态补偿，其逆变系统，高可靠性，控制简单，技术达到国际先进水平 3)核心控制器件采用国际大品牌器件，如 PWM变流器、电解电容（直流电容）、滤波电容和软磁电抗器、控制器、IGBT、互感器等 4)有源滤波器模块要求能快速动态治理谐波，改善电能质量，300us内响应负载变化，全部响应时间小于20ms。 5)MTBF(平均无故障时间)≥10万小时；
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。
有源滤波器设计报告书
广东工业大学课程设计任务书 题目名称有源滤波器设计 学院 专业班级 姓名 学号
摘要 滤波器（filter）是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到的纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。带通滤波器（band-pass filter）是指能通过某一频率范围内的频率分量，能将其他范围分量衰减的设备。一个理想滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉。另外，通带外的转换在技校的频率范围完成。实际上，并不存在理想的带通滤波器，因为并不能将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在索要
的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围，这通常被称为滤波器的滚降现象，使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。通常，滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好，这样滤波器的性能就与设计更加接近。然而随着滚降范围越来越小，通常就变得不再平坦-开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显，这种效应被称为吉布斯现象。 带通滤波器能够广泛应用在电子学和信号处理领域，本文重点介绍了带通滤波器的工作原理以及设计方法，介绍了带通滤波器的工作原理并设计了一个带通滤波电路，并给出了系统的电路设计方法和主要模块的原理分析。由实验结果可知，该滤波器具有良好的滤波效果，并能稳定运行。 关键词：带通滤波器 multisim 设计 目录 前言 (4) 第一章二阶带通滤波器设计的内容和要求 (5) 第二章电路设计 (6) 一、正弦波产生电路设计 (6)
有源和无源滤波器的区别
无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成。 有源滤波器：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。 无源滤波装置 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。 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)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。 2)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。 有源滤波器 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．滤波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
有源滤波器技术协议书范本
4、有源滤波装置 4.1 采用的标准规范 设备的制造、试验和验收除了满足本用户需求书的要求外，还应符合如下标准规范： 《地铁设计规范》GB50157-2003 《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009 《低压成套开关设备和控制设备》GB7251.1-2005 《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》GB/T14048.1-2006 《低压系统内设备的绝缘配合第一部分：原理、要求和试验》GB/T16935.1-2008 《低压开关设备和控制设备第3部分：开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》GB14048.3-2008 《半导体变流器基本要求的规定》GB/T3859.1-93 《半导体变流器》 GB 17950-2000 《半导体变流器》 IEC60146 《标称电压1kV及以下交流电力系统用非自愈式并联电容器第1部分：总则—性能、试验和定额—安全要求安装和运行导则》GB/T 17886.1-1999 《电力电容器低压功率因数补偿装置》GB/T 22582-2008 《供配电系统设计规范》GB50052-2009 《低压配电设计规范》GB50054-95 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
《低压用户电气装置规程》DGJ08-100-2003 《受谐波影响的工业交流电网、过滤器和并联电容器的应用》IEC 61642 《电磁兼容(EMC).第2部分：环境—第4分部分：工厂低频传导骚扰兼容水平》IEC 61000-2-4 《电磁兼容(EMC)—第4部分：试验和测量技术—第7分部分：供电系统及所连设备谐波和谐间波和测量和测量仪器导则》IEC 61000-4-7 《电能质量供电电压偏差》GB/T12325-2008 《电能质量电压波动和闪变》GB/T12326-2008 《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93 《电能质量三相电压不平衡》GB/T15543-2008 《电能质量电力系统频率偏差》GB/T15945-2008 《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》GB/17625.1-2003 《电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制》GB17625.2-2007 《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》GB/Z 17625.3-2000 《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》GB/Z 17625.6-2003 《外壳防护等级（IP代码）》GB4208-2008 所采用的标准均应为合同执行时的最新有效版本。若投标人采用除上述之外的其它被承认的相关国内、国际标准，应明确提出并提供相应标准复印件，经招标人批准后方可采用。
有源低通滤波器设计报告要点
课程设计(论文)说明书 题目：有源低通滤波器 院（系）：信息与通信学院 专业：通信工程 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 2010年 12 月 19 日
摘要 低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。根据指标，本次设计选用二阶有源低通滤波器。 关键词：低通滤波器；集成运放UA741；RC网络 Abstract Low-pass filter is a component which can only pass the low frequency signal and attenuation or inhibit the high frequency signal . Ideal frequency response of the filter circuit in the pass band should have a certain amplitude and linear phase shift, and amplitude of the resistance band to be zero. Active filter is composed of the RC network and the amplifier, it actually has a specific frequency response of the amplifier. Higher the order of the filter, the rate of amplitude-frequency characteristic decay faster, but more the number of RC network section, the more complicated calculation of device parameters, circuit debugging more difficult. According to indicators ，second-order active low-pass filter is used in this design . Key words：Low-pass filter；Integrated operational amplifier UA741；RC network,
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
有源滤波器技术规格书标书
低压有源滤波装置技术要求 1.概述 1.1 设备名称：低压有源滤波装置 1.2 数量： 1.3 使用地点：变电所； 1.4 说明：低压有源滤波装置设备需由有源滤波专业厂家成套提供，并满足项目 技术要求和规范，低压有源滤波装置厂家必须拥有良好的相关行业设备运行业绩。 该设备用于滤除系统谐波电流。 1.5 使用环境（本套设备安装于户内）： 海拔：≤1000米 最高环境温度： +50℃ 最低环境温度： -30℃ 工作电压： 380V 额定频率： 50HZ 2.功能及技术要求 2.1采用标准 GB/T14048.1-2000 《低压开关设备和控制设备总则》 GB7251-97 《低压成套开关设备和控制设备》 GB/T16935.1-1997 《低压系统内设备的绝缘配合第一部分：原理、要求和试验》GB14048.3-93 《低压开关设备和控制设备低压开关、隔离器、隔离开关及熔 断器组合电器》 GB/T3859.1-93 《半导体变流器基本要求的规定》
GB3983.1-89 《低电压并联电容器》 JB7113-1993 《低电压并联电容器装置》 GB50052-95 《供配电系统设计规范》 GB50054-95 《低压配电设计规范》 JGJ/T16-92 《民用建筑电气设计规范》 DGJ08-100-2003 《低压用户电气装置规程》 IEC 61642 《受谐波影响的工业交流电网、过滤器和并联电容器的应用》IEC 61000-2-4 《电磁兼容(EMC).第2部分：环境—第4分部分：工厂低频传导 骚扰兼容水平》 IEC 61000-4-7 《电磁兼容(EMC)—第4部分：试验和测量技术—第7分部分：供 电系统及所连设备谐波和谐间波和测量和测量仪器导则》 GB/T12325-2003 《电能质量供电电压允许偏差》 GB 12326-2000 《电能质量电压波动和闪变》 GB/T 14549-93 《电能质量公用电网谐波》 GB/T 15543-1995 《电能质量三相电压允许不平衡度》 GB/T 15945-1995 《电能质量电力系统频率允许偏差》 2.2 技术性能及要求 2.2.1低压有源滤波装置为封闭式户内成套设备，其功能为用于系统谐波滤除。 能对大小和频率都变化的谐波加以滤除，保证系统内的谐波含量满足国标要求。 *2.2.2低压有源滤波装置实现快速谐波滤除，改善电能质量，提高电气设备的 利用效率。 *2.2.3低压有源滤波装置需经过国家权威机构检测，并在国内具有广泛的应用 业绩（提供三年内的相关行业业绩证明），必须提供型式试验报告、泰尔认证报 告、国家3C认证证书、自主知识产权证书。 *2.2.4低压有源滤波装置选用IN-POWER,ALPES,KBR品牌中同一品牌产品。 2.2.5低压有源滤波装置技术规格要求： 1)能够根据负荷谐波电流的大小及的实际运行水平自动调整，动态治理谐波电流， 改善电能质量；有源滤波器应以瞬时无功功率理论为基础进行有源滤波器的谐波 和无功电流实时监测，有源滤波器需要有检测报告认定的滤波效率在95%以上。
有源滤波器设计范例汇总
、低通滤波器的设计 低通滤波器的设计是已知w。（-3dB截止频率）、H OLP（直流增益）、Q （在-3dB截止频率时的电压放大倍数与通带放大倍数数值之比）三个参数来设计电路，可选的电路形式为压控电压源低通滤波器和无限增益多路反馈低通滤波器。下面分别介绍： （一）二阶压控电压源低通滤波器 图1二阶压控电压源低通滤波器原理图 H OLP二K =1 空 R A Q (1 —K MRCJR2C2+ JR2C2/RG 由上式可知，可通过先调整R1来先调整w。，然后通过调整K来调整Q值。 对于巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔三种类型二阶LPF的Q值分别为0.707、1、0.56。 1、等值元件KRC电路设计 令& = & = R和G = C2 = c，简化上述各式，则 H OLP”1R A W。_ RC Q — 3- K 得出的设计方程为 W o R1C1 R2C2 1
R B 由上式可知，H OLP 值依赖于Q 值大小。为了将增益从现在的 A oid 降到另一个不同的值 A new , 应用戴维南定理，用分压器 R !A 和R IB 取代R I ，同时确保W o 不受替换的影响，需符合 下式： 电路连接如图2所示 图2二阶压控电压源低通滤波器等值法原理图 2、参考运算放大器应用技术手册 （1）选取C1 1 (3) 电容扩展系数m 二二 -(H OLP -1) 4Q 2 (4) C 2 二 mG (5) & =2QR R 2Qm (7)选取 R A ，则 R B (( H OLP -1) R A RC = (6) W o K Q =(K -1)R A R 1B R IA B = R 1 (2) 1 2%0
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。
电路实验报告12 有源滤波器设计
课程名称：电路与电子技术实验II 指导老师：沈连丰成绩：__________________ 实验名称：有源滤波器设计实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1、掌握有源滤波器的分析和设计方法。 2、学习有源滤波器的调试、幅频特性的测量方法。 3、了解滤波器的结构和参数对滤波器性能的影响。 4、用EDA仿真的方法来研究滤波电路，了解元件参数对滤波效果的影响。 二、实验内容和原理 1、滤波器的5个主要指标： (1) 传递函数A v(s) ：反映滤波器增益随频率的变化关系，也称为电路的频率响应、频率特性。 (2) 通带增益A v p：为一个实数。（针对LPF）、（针对HPF）、（针对BPF）、（针对BEF）。 (3) 固有频率f0：也称自然频率、特征频率，其值由电路元件的参数决定。 (4) 通带截止频率f p：滤波器增益下降到其通带增益A v p 的0.707倍时所对应的频率（也称–3dB 频率、半功率点、上限频率（ωH 、f H ）或下限频率（ωL 、f L ）。 (5) 品质因数Q：反映滤波器频率特性的一项重要指标，不同类型滤波器的定义不同。例如，在低通和高通滤波器中，定义为当时增益的模与通带增益之比。 2、有源滤波器的设计流程： 设计一个有源低通滤波器时，一般可以先按照预定的性能指标，选择一定的电路形式，然后写出电路的电压传递函数，计算并选定电路中的各个元器件参数。最后再通过实验进行调试，确定实际的器件参数。 三、实验器材 运放LM358、 四、操作方法和实验步骤 1、实验内容 (1) 在实验板上安装所设计的电路。 (2) 有源滤波器的静态调零。 (3) 测量滤波器的通带增益A v p、通带截止频率f p。 (4) 测量滤波器的频率特性（有条件时可使用扫频仪）。 (5) 改变电路参数，研究品质因数Q 对滤波器频率特性的影响。 2、设计一个二阶有源低通滤波器。具体要求如下： (1) 通带截止频率：f p=1kHz；
无源滤波器和有源滤波器特点
无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。 有源滤波器: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。 无源滤波装置 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。 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。 2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。 有源滤波器 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.滤波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 一、无源滤波器的优点 无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点，至今仍是应
有源滤波器工作原理
有源电力滤波器工作原理 摘要：随着电力电子器件的广泛应用，非线性负荷日益增加，电能质量问题日益严重，有源电力波器（Active Power Filter，APF）是一种用于动态抑制电力系统谐波，补偿无功功率的新型电力电子装置，本文介绍了有源电力滤波器的工作原理和基本类型，阐述了 APF 的谐波检测方法及控制策略，并展望了APF 的未来发展及应用前景。 关键词：APF；有源滤波；谐波抑制；检测方法；控制方法 Working principle of active power filter Abstract:With the wide application of Power electronic devices, nonlinear load increasing, the Power quality problem is increasingly serious, Active Power Filter (Active Power Filter, APF) is a new Power electronic devices used for dynamic Power system harmonics, reactive Power compensation. This paper introduces the working principle of Active Power Filter and the basic types, expounds the harmonic detection method and control strategy of APF, and introduces the prospects for the future development and application of APF. Key words: APF; the active filter; harmonic suppression; detection method; control method 1引言 近些年来，配电网中整流装置、变频调速装置、工业电源以及各种电力电子装置不断曾加，造成了负荷的非线性、不平衡性使得电力系统的电压、电流发生畸变，严重的影响了供电质量。因此，解决电力系统中谐波和无功问题，提高电网供电质量变得越来越成为我们不能忽的问题。 由于电力电子的发展，对供电质量提出更高的要求。而传统的谐波抑制和无功补偿主要是采用LC滤 波器，它由于结构简单、成本低、技术成熟广泛应用工业生产中。但由于自身也有一定的缺点，在应用中产生了诸多的问题。电力电子技术的发展，人们提出了有效抑制谐波和补偿无功的有源电力滤波器。与无源滤波器相比，APF 具有高度可控性和快速响应特性，并且能跟踪补偿各次谐波、自动产生所需变化的无功功率，其特性不受系统影响，无谐波放大威胁，是一种能够有效的抑制谐波和补偿无功功率的新型电力电子装置随着APF 在我国的不断推广应用，也带来了 巨大的经济利益和社会利益。 2 有源滤波器概述 2.1 有源滤波器工作原理 图1 是最基本的APF系统结构原理图，非线性 负载为谐波源，其中下面部分是APF。 图 1 APF 系统结构原理图 有系统结构图可以看出，APF 系统包含两大部分，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。目前主电路的拓扑结构均采用的PWM 变流器。图示的APF 的基本工作原理是：检测补偿对象的电压电流，经过指令电流运算环节计算得出补偿电流的指令信号，驱动控制回流根据指令信号产生PWM 脉冲作用于变流器的开关器件，使其产生与谐波和无功电流大小相同、方向相反的补偿电流，使电网电流波形趋于正弦波，达到补偿的目的。
有源滤波成套装置的运行规范、保养项目、检验方式1--sy1
有源滤波成套装置 的运行规范、保养项目、检验方式 一、有源滤波器在运行过程中需要注意的事项： 1.1有源滤波器内部必须专业人员进行操作保养，检查，维修；1．2不允许有源滤波器周围有液体，不允许将装置置于湿度大的环境； 1.3在有源滤波器上方进行检修工作的时候，请用塑料膜将本体罩住，不要在有源滤波器本体上放工具或小五金件，防止落入内部造成电器元件短路事故。 1.4在成套装置运行时，一定要注意散热风扇的工作状况，有源滤波器工作的时候一定保证风扇的正常运行，因为在有源滤波器在大负荷运行的时候，会产生大量热能，风扇的工作是把热量出柜子外面，散热风扇对设备正常运行非常重要，请注意！这是设备安全运行的前提。 1.5在有源滤波器检修时，测量对地绝缘时，请不要用绝缘兆欧表摇测有源滤波器的主回路，因为内部有电子元件，会把电子元件损坏。 1.6设备运行过程中，每六个月或壹年检修时及时清理柜子内部的灰尘，保证设备正常运行，有源滤波器内部应由英博电气人员清理。 1.7日常检查时如装置内温度很高，总负荷很大，应该启动配电室空调，降低环境温度，这样能使装置内温度降下来。 二、设备出现故障时的应急处理： 如果发现断路器在脱扣的位置时，请先检修查明故障的原因，排出故障，再合断路器。请注意！
2.1首先请把有源滤波器旋钮开关打在停止位，让有源滤波器停止工作，然后断开设备的主开关，切断电源； 2.2断主回路断路器一分钟后，确保有源滤波器直流部分电压降低到0V，内部电容器放电完成后，验电，确保设备主开关下部无电； 2.3采样电流互感器二次接线回路，请在电流端子上做短接，防止电流互感器二次侧开路。检查电器元件的连线是否有松动，清扫有源滤波器上的灰尘，接地线安装牢固； 2.4扇是长期工作的电器元件，每一天都应检查风扇工作状况，应该有一定的备件，在有损坏风扇的时候，能够及时更换。 三、有源滤波器保养项目： 3.1每半年应检查设备的主回路接线、控制回路接线是否坚固与完好； 3.2检查仪表门上的仪表指示是否正常，指示的数据是否和实际的数据一样；3.3每半年清理柜子内部因长期运行产生的灰尘，请用吸尘器清理有源滤波器外部的进风口与出风口。 四、有源滤波成套装置的检验： 4.1检测手段主要有：绝缘电阻表、数字万用表； 4.2用绝缘电阻表时请把有源滤波器主回路与被测试的回路分开，保证测试数据准确及有源滤波器内部电子回路不受损坏；如：试验时，必须将有源滤波器和测试点断开，对有源滤波器的测试请用万用表的电阻档。一般A相是140Ω左右，B相和C 相是8KΩ左右（根据仪表‘分辨率’的不同或者测试点温度不同的原因，也会影响数据波动）。 4.3用数字万用表测量有源滤波器主回路电阻数据，控制回路是否正常。 英博电气（北京）有限公司 2011年5月22日星期日
有源高通滤波器电路设计(100Hz截止频率)
长沙学院课程设计说明书 题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系 专业(班级) 电气工程及其自动化姓名 学号 指导教师 起止日期
模拟电子技术课程设计任务书 系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：
长沙学院课程设计鉴定表
目录 摘要 (5) 1．电路设计 (6) 1.1．电路元件及参数的选择 (6) 1.2．电路原理图绘制 (6) 2．电路的仿真 (7) 2.1．使用Multisim9仿真波特图示仪 (7) 2.2．使用Multisim9仿真示波器 (7) 2.2.1．输入信号频率小于截止频率时的仿真 (7) 2.2.2．输入信号频率等于截止频率时的仿真 (8) 2.2.3．输入信号频率大于截止频率时的仿真 (8) 参考文献 (9) 设计总结 (9)
摘要 滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外，由于集成运放的开环电压和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做的很高，以及难于对功率信号进行 滤波，这是它的不足之处。]1[在实际电子系统中，有源滤波器运用广泛，输入信号往往是含有多种频率成 分的复杂信号，可能还会混入各种噪声、干扰及其它无用频率的信号，因此需要设法将有用频率信号挑选出来、将无用信号频率抑制掉。完成此任务需要具有选频功能的电路。本文主要内容是设计一个能阻挡低频信号、输出高频信号的有源高通滤波电路，以及利用Multisim9对电路进行仿真。本电路所用到的运算放大器LM741EN，它的管脚1和5为调零端，管脚2为运放反相输入端，管脚3为同相输入端，管脚6为输出端，管脚7为正电源端，管脚4为负电源端，管脚8为空端。Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 关键词：滤波器运算放大器有源滤波电路有源高通滤波电路Multisim 电路仿真
有源电力滤波器设计
有源电力滤波器设计 摘要：以三相系统中的电网电流为研究对象，介绍了有源电力滤波器的系统结构和工作原理，讨论了主要元件参数的设计和计算。 键词：有源电力滤波器；滤波器设计；谐波检测 O 引言 近年来，公用电网受到了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，并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。 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，无需断开等。 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。 本文对适用于电力系统的有源电力滤波器的原理和设计进行介绍。 l 有源电力滤波器系统结构 有源电力滤波器系统结构如图l所示。
有源电力滤波器的基本工作原理是：实时检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算单元计算出补偿电流指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大产生补偿电流，补偿电流与负载电流中需用补偿的谐渡及无功等电流抵消，最终得到期望的电源电流。在图1中的体现是，当需要补偿负载所产生的谐波电流时，有源电力滤波器检测出补偿对象负载电流iL中的谐波分量iLb后，将其反极性作为补偿电流的指令信号iC*，再由补偿电流发生电路产生补偿电流ic，其中补偿电流ic与负载电流中谐波分量iLh大小相等，方向相反，因而两者相互抵消，使得电源中电流中只含基波，达到消除电源电流中谐波的目的。 图1为有源滤波器的系统框图。通过霍尔传感器检测非线性负载的电流iLa、iLb、iLc经电流信号调理后送入指令电流产生电路，指令电流产生模块是由TI公司的DSP TMS320LF2407为核心建立的。DSP计算出需要补偿的谐波和无功电流后，通过外部D／A送入电流跟踪控制电路。霍尔传感器检测有源电力滤波器主电路的电流ica、icb、icc，经电流信号调理后也送入电流跟踪控制电路，电流跟踪控制电路对主电路补偿电流与指令电流进行滞环比较后送出栅极开关驱动信号，驱动电路接受来自前级电流跟踪控制电路的PWM信号，并经隔离放大后驱动主电路的开关管，以控制主电流的电路跟随指令电流的变化，最终达到实时补偿谐波与无功功率的目的。电压传感器检测变流器直流侧总电压，经电压信号调理后送入指令电流发生电路，通过合理的控制以凋节直流侧电压的稳定。启动、关断和保护模块按一定的时序控制装置的启动和关断，并提供装置的过流、过压、过热、缺相等故障保护功能。 2 有源电力滤波器主电路设计 设计主电路时，应首先确定主电路的形式，目前，有源电力滤波器主电路的形式绝大多数采用电压型，本文选择主电路为并联电压型、单个变流器的形式。 主电路设计需要解决的问题是：主电路容量的计算；开关器件的选择及其参数的确定；对补偿电流的跟踪特性起决定作用的参数(输出电感L、直流侧电容电压Ud、滞环宽度δ)的设计；按所选器件要求的驱动电路的设计以及整个装置的各种保护电路设计。 2．1 主电路容量的计算 有源电力滤波器的容量SA由式(1)确定 式中：E为电网相电压有效值； Lc为补偿电流有效值。 如果所设计装置的容量为15 kVA，则 Ic=SA/3E=15x103/3x220=22．7 A 2．2 功率开关器件的选取 目前适用于APFP中的全控型开关器件主要有GTR、IGBT、IGCT等，器件的选择，首先应当满足工作频率和器件容量的要求，当单个器件的容量难以满足要求时，可考虑采用器件的串并联或主电路多重化等方式。其次，再考虑它们的价格。 器件的种类确定后，再确定其额定参数。其中，额定电压由直流侧电压决定，并考虑适当的安全裕量。额定电流由补偿电流决定。 2.3 主电路滞环宽度的选取 由于有源电力滤波器的指令电流包含高次谐波和暂态电流，故要求实际输出的电流对指令电流有很高的跟踪能力。在有源电力滤波器的补偿对象已确定的情况下，有源电力滤波器主电路参数的选取，对有源电力滤波器的性能和效率有较大的影响。 下面以A相为例，分析采用滞环控制时逆变器的工作频率f与电网电压ea、变流器直流侧电压Ud及