有源滤波装置?在商业中心的应用有源电力滤波器
有源电力滤波器在商业中心的应用
▲ 项目背景：
某广场属于大型商业建筑，主要负载是中央空调、电梯和照明设备等，由于变频器高效的节能性，使用大量变频器驱动这些设备，但同时会产生大量3次、5次、7次等谐波电流。谐波电流在线路流动产生压降，使得电压也跟着畸变，电压畸变率超过国标限值，供电质量相当糟糕，影响其他用电设备的正常使用，现场会出现灯具闪烁的现象。
▲ 有源电力滤波器治理方案：
某广场该配电系统中有2台2000KVA的变压器，均采用集中治理方案，在变压器的出线侧加装400A的APF系列有源电力滤波器，模块化有源电力滤波器，使用2台200A并机实现，有源电力滤波器设计，型号为：BOAPF200-380。
▲ 有源电力滤波器治理效果：
图1治理前电流波形
图2治理后电流波形
从图1和图2可看出，治理前电流波形发生畸变，出现多出锯齿状；治理后电流波形明显得到改善，趋向标准正弦波，电能质量达到很大提高，给用电带来保障。
生产企业配备了大量电动机负载，为节省用电成本，许多电动机都配置了变频器。但企业在获得变频器带来节能效益的同时也应重视变频器运行所带来的电能质量恶化的问题。今天，我们就说一下有源电力滤波器在变频器上的应用及产生的效果。
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过发言变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。变频器运行过程中，需要对输入电源用大功率二极管整流(或晶体管/逆变模块)进行逆变;在其逆变过程中，在输入输出回路产生的高次谐波; 变频器谐波对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰。而有源电力滤波器是眼下谐波治理效果较好的电力电子设备。
有源电力滤波器的工作原理
有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，三相有源电力滤波器，达到滤波的目的。指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流，计算出主电路各开关器件的触发脉冲，有源电力滤波器，此脉冲经驱动电路后作用于主电路。这样电源电流中只含有基波的有功分量，从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。根据同样的原理，电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿，其工作原理如下图所示：
有源电力滤波器比无源LC滤波器有什么优点
相对于无源LC滤波器的只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，有源电力滤波器可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。主要克服了LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点。
有源电力滤波器应用场合
主要应用场合有配有变频设备等类似负载的场合、配有不稳定负载的场合、轨道交通、石油化工、海洋石油、汽车制造、机械重工、污水处理、冶炼、市政工程、电信银行、智能建筑、医院、会议中心、游乐中心、水泥、电子、造纸、橡胶、半导体、钢铁厂、有色金属冶炼、电气化铁路等。
