有源滤波器原理_走进中关村

有源滤波器原理

来源：电子产品世界　2021-12-27 06:26:08

导读：有源滤波器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。本文将介绍有源滤波器的工作原理。感兴趣的同学快来学习吧。

有源滤波器之所以称为有源，顾名思义就是该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，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，用的多为并联型的，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，但相比之下价格要高得多。

APF通过外部电流互感器实时采集电流信号，通过内部检测电路分离出其中的谐波部分，通过IGBT功率变换器产生与系统中的谐波大小相等相位相反的补偿电流，实现滤除谐波的功能。

APF输出补偿电流根据系统的谐波量动态准确变化，因此不会出现过补偿的问题。另外，APF内部有过载保护功能，当系统的谐波量大于滤波器容量时，装置可以自动限制在100%额定容量输出，不会发生过载。

用户可以通过参数设置，使APF在滤除谐波的同时进行动态无功补偿。

APF根据系统的无功功率，通过IGBT功率变换器产生容性或感性的基波电流，实现动态无功补偿的目的，补偿目标值可以通过操作面板设定，不会出现过补偿，并且补偿平滑，不会产生对负载和电网的涌流冲击。

Ⅰ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;

Ⅱ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;

Ⅲ产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命;

Ⅳ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。

Ⅴ 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;

Ⅵ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;

可动态滤除各次谐波，对系统内的谐波能够完全吸收，不会产生谐振。

Ⅰ节能5%～8%

Ⅱ降容减少变压器、断路器、电缆投资

Ⅲ提高生产率和保持连续供电

但相对的缺点是造价高、且收硬件限制，一些大容量的场合不能够应用，且最高电压不超过690V。

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