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美国电气ELECON的无源滤波PF与有源滤波APF的主要区别

日期:2019-8-23 18:30:39  人气指数:333

    无源滤波PF是目前使用最为广泛的谐波治理措施,它利用电感、电容元件的谐振特性,在阻抗分流回路中形成低阻抗支路,从而减小流向电网的谐波电流。无源滤波PF成本低、技术成熟,还可补偿无功功率,但存在以下不足:

    (1)只能对特定谐波进行滤波。谐振频率依赖于元件参数,因此单调谐滤波器只能消除特定次数的谐波,高通滤波器只能消除截止频率以上的谐波。

    (2)滤波器参数影响滤波性能。由于调谐偏移和残余电阻的存在,调谐滤波器的阻抗等于零的理想条件是不可能出现的,阻抗的变化大大妨碍了滤波效果。LC参数的漂移将导致滤波特性改变,使滤波性能不稳定。

    (3)对于谐波次数经常变化的负载滤波效果不好。当滤波器投入运行之后,如果谐波的次数和大小发生了变化,便会影响滤波效果。并且需要根据高次谐波次数的多少,需设置多个LC滤波电路。

    (4)滤波特性依赖于电网参数。电网的阻抗和谐波频率随着电力系统的运行工况随时改变,对谐波电流的滤除效果受电力系统阻抗的影响较大。

    (5)可能与系统阻抗发生串并联谐振。PF可能与系统阻抗发生串联或并联谐振,从而使装置无法运行,使该次谐波分量放大,使电网供电质量下降。

    (6)随着电源侧谐波源的增加,可能会引起滤波器的过载,电网中的某次谐波电压可能在LC网络中产生很大的谐波电流。

    (7)电容器组无功功率补偿能力与公共连接点电压的平方成正比关系,补偿效果并不理想。

    (8)消耗大量的有色金属,体积大,占地面积大。与传统的PF一样,APF(包括HAPF)也是给谐波电流或谐波电压提供一个在谐振频率处等效导纳为无穷大的并联网络或等效阻抗为无穷大的串联网络,但是一台APF理论上可以拥有无穷多个谐振频率。

    与PF相比,有源滤波APF具有以下一些优点:

    (1)滤波性能不受系统阻抗的影响。

    (2)不会与系统阻抗发生串联或并联谐振,系统结构的变化不会影响治理效果。

    (3)原理上比PF更为优越,用一台装置就能完成各次谐波的治理。

    (4)实现了动态治理,能够迅速响应谐波的频率和大小发生的变化。

    (5)由于装置本身能完成输出限制,因此即使谐波含量增大也不会过载。

    (6)具备多种补偿功能,可以对无功功率和负序进行补偿。

    (7)谐波补偿特性不受电网频率变化的影响。

    (8)可以对多个谐波源进行集中治理。

    对于严峻的谐波污染问题,APF是提高电能质量最有效的工具。早在20世纪70年代有源滤波的概念就提出来了,但是由于受到功率半导体器件水平的限制,APF未能得到进一步发展。随着大功率快速自关断器件的不断发展,基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法的不断完善,以及微机控制技术和数字信号处理技术的不断进步,有源滤波技术得到了极大的发展,在工业上已经进入实用阶段。


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