有源電力濾波器應用實例

0 引言

有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)能對幅值和頻率都變化的諧波以及變化的無功功率進行補償。與無源電力濾波器相比，APF具有高度可控性和快速響應特性，并能跟蹤補償各次諧波，自動產生所需要的變化的無功功率，其特性不受系統(tǒng)影響，無諧波放大的危險，相對體積小、重量輕等突出優(yōu)點。

四川大學在多年跟蹤研究有源電力濾波技術的基礎上，經(jīng)過多次研制和實驗改進，成功地研制了三相四線制、三相三線制、單相并聯(lián)型有源電力濾波器，投入試運行，運行效果良好。

1 有源電力濾波器的主要技術參數(shù)

1)電網(wǎng)參數(shù)三相三線或三相四線，380(1±10%)V，50(1±2%)Hz;

2)額定補償容量16~789 kV·A;

3)額定補償電流25～1 200 A;

4)諧波電流補償前THDi≤50%時，補償后THDi≤5%，補償前THDi>50%時，可補償總畸變THDi的90%以上;諧波次數(shù)n=2~21;

5)諧波電壓THDi≤5%，諧波次數(shù)n=2~21;

6)功率因數(shù)cos漬≥0.95;

7)響應速度約10 kHz;

8)過載能力不存在過載問題，當系統(tǒng)中諧波較大時仍可繼續(xù)工作;

9)適應能力當系統(tǒng)阻抗與頻率發(fā)生波動時，不會影響補償效果;

10)阻尼作用不會產生諧振或諧波放大，且對外電路振蕩具有阻尼作用。

2 有源電力濾波器的主要性能

1)在整流器帶阻感負載的情況下，負載電流畸變率較小(THDi≤50%)，APF 能夠對該條件下負載電流進行補償，電網(wǎng)電流畸變率可下降到5%以下。

2)在整流器帶阻容負載的情況下，負載電流畸變率較大(THDi>50%)，對APF輸出電流能力要求較高，APF能夠對該條件下負載電流進行補償，電網(wǎng)電流畸變率可補償90%以上。

3)在整流負載加一般感性負載的情況下，負載電流與電網(wǎng)電壓相位不一致且有畸變，存在無功電流分量和諧波，APF能對無功電流和諧波進行補償且補償效果良好，電網(wǎng)功率因數(shù)可補償?shù)浇咏?。

4)當參考補償電流超過APF設計最大工作電流時，由于APF 有限流功能，APF 仍能繼續(xù)工作，不會出現(xiàn)過載，但這時負載電流將不能得到完全補償。

5)在有相間單相負載等存在造成三相不對稱時，APF 能對三相不對稱進行補償，使電網(wǎng)電流變?yōu)槿鄬ΨQ。

6)APF具有軟起動的功能，起動時不會產生很大的沖擊電流;對于斷續(xù)工作的非線性負載，APF能對斷續(xù)非正弦負載電流進行補償，且重起動過程平穩(wěn)。

該有源電力濾波器可以在各種不同負載條件下穩(wěn)定運行，直流側電壓平穩(wěn)，輸出電流跟蹤準確，補償效果良好，工作時的噪聲小。

3 有源電力濾波器的實驗結果

1)30 kV·A有源電力濾波器在某廠180 軋機生產線上的試用情況如圖1、圖2所示。三相補償前后的諧波電流如表1所列。

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