承德有源濾波設備常用指南「博寧」

有源濾波電路和無源濾波的區(qū)別及識別方法

經(jīng)典濾波的概念，是根據(jù)傅里葉分析和變換提出的一個工程概念。根據(jù)高等數(shù)學理論，任何一個滿足一定條件的信號，都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%-20%。換句話說，就是工程信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過，而阻止另一部分頻率成分通過的電路，叫做經(jīng)典濾波器或濾波電路。

有源濾波電路的負載不影響濾波特性，因此常用于信號處理要求高的場合。有源濾波電路一般由RC網(wǎng)絡和集成運放組成，因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用，同時還可以進行放大。負載影響無源濾波器補償效果會隨著負載的變化而產(chǎn)生變化，可能因為超載而損壞。但電路的組成和設計也較復雜。有源濾波電路不適用于高電壓大電流的場合，只適用于信號處理。

有源濾波器的優(yōu)勢和市場需求

電力電子裝置和非線性負載的普遍使用，使大量諧波電流注入電網(wǎng)，導致電網(wǎng)諧波污染：嚴重威脅電網(wǎng)和用電設備的安全運行及正常使用。因此，對電力諧波進行有效治理設備的需求日益增加。

無源電力濾波器(PPF)來解決電力諧波問題存在許多缺點。如PPF針對特定頻率的諧波，只能濾除特定次數(shù)諧波;PPF存在著與電網(wǎng)發(fā)生諧振的可能性，并且對電網(wǎng)阻抗和頻率變化十分敏感;PPF體積大、損耗多等。有源電力濾波器能解決變頻器在應用中給電機帶來影響：電動機的效率降低和溫升的問題不論那種形式的變頻器，在運行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正弦電壓、電流下運行。而利用有源電力濾波器進行諧波治理是今后的一個發(fā)展趨勢。

有源電力濾波器(APF)是一種用于動態(tài)**諧波、補償無功的新型電力電子裝置，能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行補償，正好填補PPF的缺點，獲得比PPF更好的補償特性，是一種理想的電力諧波治理裝置。據(jù)調(diào)查，通信低壓配電系統(tǒng)主要的諧波源設備為UPS、開關電源、變頻空調(diào)等?，F(xiàn)如今，國際上已開始在工業(yè)和民用設備上使用APF，并且單機裝置的容量逐步提高，其應用領域從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)供電質量的方向發(fā)展。

與傳統(tǒng)的PPF相比，APF具有明顯的性能優(yōu)勢，下表為APF與PPF的主要技術性能對比。5、礦產(chǎn)開采的變頻器，6、演藝中心的ups、可控硅調(diào)光，7、樓宇的ups、照明，8、冶金化工的整流，9、新能源汽車的充電器，10、主題游樂園的變頻器、直流電源，11、地鐵的空調(diào)、照明、ups，12、硅制造的單晶硅爐、多晶硅爐。APF技術是電力諧波治理技術的重要發(fā)展方向，安裝APF可以有效濾除系統(tǒng)中的電力諧波，消除由于諧波導致的各種問題。安裝、使用APF的意義主要包括以下幾個方面：

(1)消除各次電壓、電流諧波對電網(wǎng)的污染和干擾，滿足標準的要求。

(2)改善電壓質量，提高設備運行安全性和可靠性，降低設備溫升和損耗。

(3)提高系統(tǒng)功率因數(shù)，提高線路和電力設備利用率。

(4)防止系統(tǒng)共振，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，預防設備故障，保障系統(tǒng)安全。

(5)降低電力損耗、提高設備效率，節(jié)約電能。

諧波在電網(wǎng)中造成的電力損耗主要有以下3個方面：

1、危及電網(wǎng)的安全運行

大量存在的諧波污染，對電網(wǎng)的安全運行造成了極大威脅。無源濾波裝置結構簡單，成本較低，技術已比較成熟，但是也存在著難以克服的缺陷：1、濾波特性受系統(tǒng)參數(shù)的影響較大，極易與系統(tǒng)或者其它濾波支路發(fā)生串并聯(lián)諧振。電網(wǎng)中存在諧波電流將會引起電路電壓與電流的波形產(chǎn)生畸變，會對電網(wǎng)中的感應式繼電器、晶體管繼電器等繼電保護檢測回路造成嚴重干擾，引起系統(tǒng)的繼電保護裝置誤動或拒動，嚴重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

2、影響設備的穩(wěn)定運行

諧波的大量存在，容易引起系統(tǒng)中的電機產(chǎn)生機械振動和噪聲，影響電氣設備的正常工作。系統(tǒng)中諧波電流的增大，容易造成變壓器局部嚴重過熱，使電力電容器、電力電纜等供電設備溫度升高、絕緣老化、壽命縮短以致?lián)p壞等。

3、影響電網(wǎng)的經(jīng)濟運行

諧波的大量存在，對電網(wǎng)的發(fā)輸變電各個環(huán)節(jié)都會造成影響，可以引起異步電動機增加能量損耗，降低使用效率，可以使各級電力變壓器的損耗增加，降低實際使用容量，還會造成輸電線路損耗增加等等都給電網(wǎng)的容量造成極大浪費，降低了電網(wǎng)的經(jīng)濟運行指標。

為什么要使用有源濾波器？

1、設備的機箱或機柜屏蔽十分完善，但是仍然產(chǎn)生超標的輻射發(fā)射;

2、獨立的設備沒有任何電磁干擾的問題(輻射發(fā)射和抗擾度完全合格)，但是當連接上必要的 外接電纜時，出現(xiàn)干擾問題;

3、在信號電纜線上注入電快速脈沖時，出現(xiàn)故障;

4、不能通過輻射抗擾度試驗;

5、不能通過電纜束上的傳導敏感度試驗;

6、不能通過靜電放電試驗;

7、電纜中的導線之間或電纜之間相互干擾，導致設備不能實現(xiàn)預定功能。