有源滤波器在谐波治理中的应用

来源:这里教程网 时间:2026-03-03 18:46:03 作者:

安科瑞 梅岑彬

在电网输配电中,人们所希望的最理想的交流电是圆润的正弦波。而非线性器件不可避免的引入,使得电网收到污染。具体表现为产生了诸多不同频率的电流,使得正弦波上出现了许多 “毛刺”,这种电流或电压称为谐波。谐波的频率一般是基波50Hz的整数倍,比如最常见的150Hz、250Hz、350Hz,这三种称为3、5、7次谐波。随着电力电子的发展,非线性器件如变频器、集成电路板等的应用越来越广泛,加之原本工业制造中的整流器、电弧炉等大功率设备就会产生大量谐波,供电的稳定性收到了不容小觑的威胁。谐波对输配电系统有不小的危害,比如增加了线路的损耗、设备的发热,比如会造成电机的过热、振动,比如在医院、数据中心等对供电质量敏感的场合,较高的谐波畸变率会引起严重后果。

有源滤波器是当今较有效的谐波治理装置,有别于传统的静态 LC固定补偿,它可以根据采集到的电流,自动检测分析其中的谐波含量,并计算与之相反的补偿电流并输出,做到实时跟踪补偿的效果。不会引起谐振,不会过补。

ANAPF支持三相三线和三相四线两种接线方式,全响应时间<10ms,可以快速跟踪补偿谐波。补偿次数最多可达51次谐波,满足绝大多数需求。强制风能的设计可以保证设备在运行过程中不过温,另外,设备自身也有过温保护功能。其他关键保护设计还有母线直流过压保护和核心器件IGBT过流保护。

ANAPF的安装方式有整柜、壁挂、和抽屉式三种。ANAPF有源滤波整柜可以容纳多台APF模块,适合需要较大谐波治理需求的场合。壁挂式安装方式适合现场无可用空间时,直接安装于墙壁上,也方便每台单独通过触摸屏操作。当需要的谐波补偿容量较小时,两三台抽屉式模块即可满足需求,体积较小,安装方便。

根据 APF的原理,首先需要采集一次侧电流,那就需要用到互感器。常常选用有源滤波来进行谐波治理时,大多数是原本效果不理想,需要升级改造的场景,所以开口式互感器非常适合。

AKH-0.66K开口式互感器安装时不用拆下一次母线,可以带电操作,省时省力。一次侧铜排往往横截面比较大,可以选择每相铜排套一个互感器。AKH-0.66K孔径最大支持200*80,最大变比支持5000/5,精度可达0.5或0.2,满足谐波补偿对采集电流的要求。

在谐波治理的场合,往往会在馈线柜处查看治理效果,查看谐波畸变率、不平衡度等参数。所以在馈线柜电表的选择上,可以选用 AEM系列电能计量表,具有基波及谐波电参量、三相电压及电流的总、奇、偶与2-31次谐波的测量功能,可以满足相关测量需求。

AEM系列电表可以提供长时期内的电能数据统计,继电器输出可实现“遥信”和“遥控”功能,便于远程集中管理和控制,比如统筹监测多个厂区的电能质量情况。在谐波测量功能之外,常用三相电参量、正反向有功/无功电能、四象限电能均有包含。

选型方面, AEM是嵌入式电表,包含两种外形:72和96。可选RS485通讯实现数据的传输和集中。两款外形均可选开关量输入和输出及复费率电能统计和最大需量的功能。

ANAPF搭配AKH-0.66K开口式互感器和AEM电能计量电表,可以较好地实现谐波的测量、补偿、监控,综合治理电网污染,改善电能质量情况。

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