有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
有源滤波器之所以称为有源,顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波),其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功。
系统
系统具备快速、完全的故障自检功能,包括市电欠压或过压、母线 过压或过流、风扇故障、功率器件过温、输入保险丝熔断等各种故障自检,所有故障均通过LCD显示屏及LED运行状态灯发出告警信号,同时机器自动采取相对应的操作保护系统。 系统在供电或断电情况下可保存500条故障记录,便于分析原因 及排除故障。

ANAPF有源滤波器在数据机房的应用
▲ 项目背景:
常熟智慧城市是一个市民卡信息中心,其中包括大型数据机房,对电能质量要求非常高;为了提高供电可靠度,采用大量的UPS作为设备电源,机房内还包含空调设备、照明设备等。此类电力电子设备皆属于非线性负载,在使用过程中会产生大量谐波并注入系统中,主要以5次、7次为主;如果不进行谐波治理,对电网造成严重的污染,也影响机房中其他敏感设备,比如导致通信数据错误,甚至瘫痪、中断,降低了配电系统的安全性、可靠性。
▲ 有源滤波器治理方案:
根据以往测量经验进行谐波分析与估算,谐波主要由UPS和一些非线性直流电源产生,供电系统由2台800kVA变压器及其一台800kW发电机组成,采用集中治理方案,在每台变压器下加装300A有源电力滤波器,由两台150A并机实现,型号为ANAPF150-380/BGL,来自动跟踪补偿负载产生的谐波电流,保证整个系统安全可靠运行。

ANAPF有源滤波器在商业中心的应用
▲ 项目背景:
无锡恒隆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。谐波电流在线路上流动产生压降,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。
▲ 治理方案:
无锡恒隆广场该配电系统有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ANAPF系列有源电力滤波器,使用2台200A并机实现,型号为:ANPF200-380/BGL。

1.1 谐波的产生(有源滤波器
电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备 (大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量为基波,频率是基波频率整数倍的分量为谐波。谐波是电能质量的重要指标。
1.2 谐波的危害(有源滤波器
● 谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热,甚至引起火灾。
● 谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等;使变压器局部严重过热;使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以致损坏。
● 引起电网谐振,使得谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统,特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁,经常使电容器和电抗器烧毁。
● 谐波会导致继电保护,特别是微机综合保护器与自动装置误动作,造成不必要的供电中断和生产损失。谐波还会使电气测量仪表计量不准确,产生计量误差,给用电管理部门或电力用户带来经济损失。
● 临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰,轻则产生噪声、降低通信质量、计算机无常工作,重则导致信息丢失,使工控系统崩溃。(有源滤波器
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