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石化、建筑行業(yè)有源濾波器的作用

有源濾波器應(yīng)用在全部用電的行業(yè)中都能用到，其中石化和建筑行業(yè)是我們所熟悉并且息息相關(guān)的

先看下石化和建筑行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波特點(diǎn)：

石化行業(yè)配電系統(tǒng)諧波的特點(diǎn)：

由于生產(chǎn)的需要，石化行業(yè)中存在著大量泵類負(fù)載，并且不少泵類負(fù)載都配有變頻器。變頻器的大量應(yīng)用使得石化行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波含量**增加。目前絕大部分變頻器的整流環(huán)節(jié)都是應(yīng)用6脈沖整流將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，因此所產(chǎn)生的諧波以奇數(shù)次諧波為主。

隨著樓宇智能化的不斷升級(jí)，數(shù)量眾多的小容量非線性負(fù)載，如計(jì)算機(jī)、熒光燈、不間斷電源、電梯扶梯以及變頻空調(diào)等被廣泛應(yīng)用于樓宇的各個(gè)角落，產(chǎn)生了大量的3次、5次、7次等諧波，其中3次諧波含量**。

諧波在石化行業(yè)中的危害：

諧波在石化系統(tǒng)中的危害主要表現(xiàn)在對(duì)電力設(shè)備的危害以及在計(jì)量方面的偏差。研究表明，諧波電流會(huì)使變壓器而產(chǎn)生附加損耗，從而引起過熱，使絕緣介質(zhì)老化加速，導(dǎo)致絕緣損壞。諧波的存在會(huì)使視在功率增加。不考慮諧波的情況下，視在功率S和有功功率P以及無功功率Q的關(guān)系為 ;在有諧波的情況下，必須考慮諧波功率D，其關(guān)系為;而D和Q一樣，都無法轉(zhuǎn)化為有用功。

由此可見，諧波對(duì)變壓器的使用效率產(chǎn)生重大的影響。同時(shí)，諧波對(duì)電力系統(tǒng)中的電容器、斷路器、繼電保護(hù)設(shè)備都有直接的影響。

對(duì)于很多測(cè)量?jī)x表，并不能測(cè)量出真實(shí)的均方根值而是測(cè)量出平均值，

然后假想波形為正弦波，乘以一個(gè)校正系數(shù)而得到讀數(shù)。在諧波嚴(yán)重時(shí)，這樣的讀數(shù)會(huì)有較大的偏差，從而造成計(jì)量偏差。

諧波治理對(duì)石化、建筑行業(yè)的意義：

大量3次諧波使得中線上電流過大，甚至有可能超過相線電流，高次諧波的存在也會(huì)引起肌膚效應(yīng)，引起導(dǎo)線過載發(fā)熱、絕緣損壞、進(jìn)而發(fā)生短路、引起火災(zāi);而且大量敏感設(shè)備如計(jì)算機(jī)在諧波環(huán)境中的運(yùn)行質(zhì)量也將大打折扣，花屏或死機(jī)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

通過諧波治理，消除樓宇電網(wǎng)諧波，降低中線電流，為各種敏感設(shè)備的可靠運(yùn)行提供保障。

有源濾波器的內(nèi)部控制原理：

隔離開關(guān)合閘后，為防止上電后電網(wǎng)對(duì)直流母線電容器的瞬間沖擊，有源濾波器首先通過軟起電阻對(duì)直流母線的電容器充電，這個(gè)過程會(huì)持續(xù)幾十秒。當(dāng)母線電壓Udc達(dá)到預(yù)定值后，主接觸器閉合。直流電容作為儲(chǔ)能器件，通過IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補(bǔ)償電流提供能量。

APF有源濾波器通過外部CT實(shí)時(shí)采集電流信號(hào)送至信號(hào)調(diào)理電路，然后再送至FPGA控制器?？刂破鲗⒒ǔ煞址蛛x，提取出所有的諧波，將采集到的諧波成分和APF已發(fā)出的補(bǔ)償電流比較得到差值作為實(shí)時(shí)補(bǔ)償信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路，觸發(fā)IGBT變換器將補(bǔ)償諧波電流注入到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能。

有源濾波器與無源濾波器區(qū)別

有源濾波器工作原理

有源濾波器是通過向電網(wǎng)中注入與原有諧波電流幅值相等、相位相同、方向相反的電流，使流入電源的總諧波電流為零；無源濾波器是根據(jù)電容電阻固有的阻抗特性，對(duì)某一特定頻率的諧波呈低阻抗，為負(fù)載諧波電流提供較低的阻抗通道，與電網(wǎng)抗形成分流關(guān)系，使大部分該頻率的諧波電流流入濾波器而不流入電網(wǎng)。

無源濾波器工作原理

無源濾波器由LC等被動(dòng)元件組成，將其設(shè)計(jì)為某頻率下極低阻抗，對(duì)相應(yīng)頻率諧波電流進(jìn)行分流，其行為模式為提供被動(dòng)式諧波電流旁路通道；而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設(shè)備，檢測(cè)負(fù)載諧波電流并主動(dòng)提供對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電流，補(bǔ)償后的源電流幾乎為純正弦波，其行為模式為主動(dòng)式電流源輸出。