分析APF有源电力滤波器的节电性能,首先要分析谐波和无功功率带来的能量损耗问题。国际上公认的谐波定义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整倍数”。一、变压器上的损耗。负载电流中含有谐波时,将在三个方面引起变压器发热的增加:1、均方根值电流。如果变压器容量正好与负荷容量相同,那么谐波电流将使得均方根值电流大于额定值。总均方根值电流的增加会引起导体损耗增加。2、涡流损耗。涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。感应电流流经绕组、铁芯以及变压器磁场环绕的其它导体时,会产生附加发热。这部分损耗以引起涡流的谐波电流的频率的平方增加。因此,该损耗是变压器谐波发热损耗的重要组成部分。3、铁芯损耗。铁损的增加取决于谐波对外加电压的影响以及变压器铁芯的设计。电压畸变的增加将使得铁芯叠片中涡流电流增加,总的影响取决于铁芯叠片的厚度以及钢芯的质量。光伏是否必须要增加有源电力滤波器APF?光伏APF
石油化工行业石化企业低压配电系统主要谐波源:(1)机泵的变频调速装置(VVVF)工艺装置或水系统使用变频调速装置主要目的是:a、节约能源某些机泵实际工作点(流量、压力)可能偏离设计值,在一个较大的范围内变化,用调节原动机(电动机)转速的方法可以带来明显的节能效果;b、用调节原动机速率实现控制功能,取代工艺控制阀,避免控制阀的严重磨损;大多数变频调速装置整流环节为三相桥式可控整流,注入电源系统主要是5次谐波。(2)不间断电源装置(UPS)用于对一级负荷中特别重要的负荷供电,这些负荷包括:工艺过程控制DCS系统,配电系统的微机监控系统,火灾报警系统以及工厂智能化信息管理系统等。UPS产生的谐波主要为次谐波,按照容量不同可能注入系统的谐波电流分为:a、变电所用直流电源成套设备;b、电动机的软起动设备;c、新型照明灯具(节能灯、采用电子镇流器的日灯);d、其它电子设备。以上谐波源均可通过APF有源电力滤波器完成谐波的滤除。国产APF牌子分为无源滤波和APF有源滤波器,无源滤波器投资偏低,APF投资偏高。
商业中心行业现代商业建筑更加注重智能化、现代化的同时,却使得谐波、电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题变得尤为严重,所以APF有源电力滤波器对其供电系统非常重要。尤其对于商建等现代建筑,大量荧光灯、LED屏、变频电梯、空调、风机、充电设备、UPS及电力电子设备等大量的使用现代化用电设备,绝大部分都属于非线性负荷,极大加重了谐波危害,对电网兼容性提出更高的要求。商建行业平均功率因数在,功率因数处于偏低的状态。荧光照明类设备和LED灯产生的谐波主要以3次谐波为主,电流畸变率为;整流类负载,如变频器,目前大多数以6脉为主,产生5、7、11、13次谐波,5次电流较严重,畸变率为;谐波电流通过叠加汇聚在系统,总谐波电流畸变率较低,一般商建配电中心。谐波主要以3N次谐波为主,叠加在N线上,使N线电流表现的异常大。
有源滤波器(ActivePowerFilter,简称APF)的基本原理是从电网中检测出谐波电流,经内部芯片快速计算、分析、比较,控制主功率单元产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含基波成分。这种滤波器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。该有源电力谐波滤波装置,根据的瞬时无功功率理论,应用数字信号处理技术(DSP),脉宽调制技术(PWM),智能化功率单元技术(IPM),触摸屏技术(GP)等前沿科技,可实现动态消除谐波,平衡三相负荷,是一种高技术含量,滤波效率理想谐波治理和无功补偿产品。谐波的产生是由于正弦波电压施加在非线性负载上,电流就变成了非正弦波,非正弦波电流在电网阻抗上产生降压,会使电压波形也变成非正弦波。如今在通讯、半导体、石化、化纤、钢铁中加热炉和汽车制造等行业中使用的负载大部分为非线性负载,如变频调速设备、整流器、不间断电源、开关电源、电弧炉、焊接设备、电脑、电梯、变频空调、节能灯和复印机等等。由于这些非线性负载所产生的大量谐波电流涌入电网中,导致电压波形发生畸变现象。这种谐波污染对电网和用户产生了严重的危害。APF有源电力滤波器广泛应用于电力系统中的电力质量控制、电力调节和电力保护等领域。
治理谐波可分为预防和补救两方面:预防性治理是指在设备的制造和设计过程中充分考虑到其对电网的谐波注入效应,采取措施比较大限度的减少谐波的产生。补救性治理是指设备投入运行后安装附加的谐波治理设备来抵消减少系统中已有的谐波。谐波补救性方法:1、无源滤波器PPF由电容器和电抗器串联构成,并将参赛设定为对某个特定频率形成谐振,将其并联在非线性负荷接入电网的位置来吸收其产生的谐波2、有源滤波器APF其结构相对复杂,主要包括控制部分和逆变器,理论上可以针对任意频率范围内的谐波进行补偿,而不仅是对某一特定频率的谐波,并彻底恢复工频的正弦波形,但价格昂贵。3、混合型有源滤波器HAPF,是PPF和APF的结合,有相当有价值的使用方案,不仅具有APF高效的补偿能力,又有相同容量下APF无法比拟的价格优势。 APF有源选波器的原理是,通过外部电流互感器,实时检测负载电流,并通过内部DSP计算。控制电容APF值得推荐
APF有源电力滤波器超薄型。光伏APF
电网谐波污染的产生产生谐波的主要原因是各类非线形负荷的大量增加使电压波形发生畸变,产生谐波电压和谐波电流。谐波污染是电网受到污染的重要原因,产生谐波的主要用电设备是大功率的可控硅整流装置如电气化铁路、电力牵引机车、电化学的电解装置和直流输电的换流装置等;主要有产生冲击负荷的装置如炼钢用电弧炉和钢铁轧机;节能型电器如节能灯和变频器;各种医疗装置和不间断电源和电子整流装置;自饱和电抗器和可控饱和电抗器;电力变压器的励磁回路等。电网谐波有效治理方案和措施。采取措施限制用电客户谐波电流注入电网。对具有谐波源负荷的用户应在业务扩充阶段审查其治理措施方案,如增加APF有缘滤波器。要求具有谐波源的客户在其设备出口处安装谐波吸收装置。在变电站安装APF抑制非线形负荷产生的电流谐波,对电网谐波13次以上的应安装AFT和L-C联合消谐装置。对配电变压器的接线组别进行改进。由于家用电器特别是电子产品进入家庭引起三次和三倍频率的谐波对10千伏线路的干扰已经超过标准。 光伏APF