安科瑞陳偉 acrelchenwei

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量的電力電子裝置廣泛的應(yīng)用于工業(yè)的冬個領(lǐng)域，給工業(yè)帶來了翻天覆地的變化，但大量電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，同時也給電力系統(tǒng)這個環(huán)境帶來了嚴(yán)重的“污染”，其根本原因就是電力電子裝置是非線性負(fù)荷，在系統(tǒng)中運行會產(chǎn)生諧波，造成十分嚴(yán)重的危害。有源電力濾波器(ActivePowerFilter)是目前研究比較深入的一種裝置，它是一種用于動態(tài)補(bǔ)償，既可抑制諧波，又可以補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置，它能對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點。

有源濾波器采用的是現(xiàn)代電力電子技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)和先進(jìn)控制理論的電力技術(shù)，它有助于電網(wǎng)諧波的動態(tài)性實時補(bǔ)償，是目前解決諧波污染、改善電能質(zhì)量*有效和*具潛力的途徑之一。一直以來諧波問題只在工業(yè)領(lǐng)域受到重視，在小區(qū)配電網(wǎng)中很少受到關(guān)注。有調(diào)查結(jié)果表明，小區(qū)配電網(wǎng)諧波污染程度已經(jīng)非常嚴(yán)重，且有逐年加劇的形勢。因此，小區(qū)配電網(wǎng)的諧波治理勢在必行。

常見的主動型治理方案就是采用高功率因數(shù)變流器。電力電子裝置是電力系統(tǒng)中*主要的諧波源,抑制諧波*直接的的途徑,就是開發(fā)新型變流器一一單位功率因數(shù)變流器(UnityPowerFactorConverter),這種變流器在工作過程中不產(chǎn)生諧波,且功率因數(shù)為1。高功率因數(shù)變流器可近似看成為單位功率因數(shù)變流器。采用多重化技術(shù)可以有效地減少變流器諧波,其原理是:多個方波的疊加可以消除次數(shù)較低的諧波,從而得到近似正弦波的階梯波,重數(shù)越多,所得波形越接近正弦波,但電路結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。如果將多重化技術(shù)與PWM技術(shù)相配合,可取得更加理想的結(jié)果。這種方案一般需要投入大量的資金,普通電力用戶難以接受。因此這種方法大多應(yīng)用于大容量場合。

1)傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償裝置就是采用由電感電容串并聯(lián)構(gòu)成的LC調(diào)諧濾波器,結(jié)構(gòu)如圖1所示.利用諧振原理對特定次數(shù)諧波電流形成低阻抗,達(dá)到對諧波電流的分離,使其不注入電網(wǎng)。這種方法既可抑制諧波,又可補(bǔ)償無功功率,而且結(jié)構(gòu)簡單,已經(jīng)被廣泛使用于電力系統(tǒng)。然而,這種諧波補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償性能受電網(wǎng)阻抗和運行狀態(tài)影響,因其與系統(tǒng)的并聯(lián)連接方式，容易發(fā)生并聯(lián)諧振,使諧波電流放大,導(dǎo)致LC濾波器過載甚至燒毀。此外,固定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定這種濾波器只能對固定頻率的諧波進(jìn)行補(bǔ)償,且補(bǔ)償效果并不理想。盡管如此,因其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等優(yōu)勢,LC濾波器目前仍是補(bǔ)償諧波*主要的方案。

1. 現(xiàn)今越來越流行的一種抑制諧波的被動型方案,就是采用有源電力濾波器(ActivePowerFilterAPF)。有源電力濾波器也是一種電力電子裝置。其基本原理是從補(bǔ)償對象中檢測出諧波電流,由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng),與諧波源注入電網(wǎng)的諧波電流相抵消,從而使電網(wǎng)電流不含諧波分量、只含基波分量。這種濾波器能對幅值和頻率都變化的諧波進(jìn)行實時跟蹤補(bǔ)償,且補(bǔ)償性能不受電網(wǎng)阻抗的影響,因而受到很大的重視。

有源電力濾波器APF工作原理APF由兩部分組成:諧波和無功電流檢測電路及補(bǔ)償電流發(fā)生電路(由補(bǔ)償電流控制電路、驅(qū)動隔離電路和主電路三個部分構(gòu)成)。前者的作用是檢測出負(fù)載電流中的諧波和無功分量;后者的作用是根據(jù)檢測出來的諧波和無功電流等產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償電流。諧波無功電流檢測電路將負(fù)載電流iL中的諧波電流iLh和無功電流iLg分離出來，然后把它們反相并產(chǎn)生出補(bǔ)償電流iC的調(diào)制波信號iC*，也就是指令信號iC*=iLh+iLq。補(bǔ)償電流控制電路根據(jù)iC*的值輸出觸發(fā)脈沖，通過驅(qū)動隔離電路驅(qū)動主電路的功率開關(guān)，使其創(chuàng)建出補(bǔ)償電流iC，iC要跟蹤iC*，故iC~-iC*，因此:iS=iL+iC=iL-iC*=iL-(iLh+ilLq)=iLp，即電源電流iS中只含有基波有功分iLp量，從而達(dá)到消除諧波和補(bǔ)償無功功率的目的。根據(jù)此原理，對于三相APF，還能對電流的不對稱度和負(fù)序電流等進(jìn)行補(bǔ)償

AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。它由智能測控單元，晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，線路保護(hù)單元，兩臺共補(bǔ)或一臺分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成?？商娲Ｒ?guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動無功補(bǔ)償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護(hù)方便，使用壽命長，可靠性高的特點，適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補(bǔ)償?shù)母咭蟆?/p>

AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，自動尋找適宜投入（切除）點，實現(xiàn)過零投切，具有過壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過諧保護(hù)、過溫保護(hù)等保護(hù)功能。

通過在小區(qū)低壓補(bǔ)償柜和無功補(bǔ)償箱上加裝APF裝置，解決了小區(qū)無功補(bǔ)償裝置因諧波超標(biāo)投不上的問題，又防止了高頻裝置因產(chǎn)生高幅值諧波電流引起的開關(guān)誤動。因此，綜合其自身特點可以推而廣之，可應(yīng)用于配網(wǎng)低壓諧波超標(biāo)、功率因數(shù)偏低以及沒裝消諧裝置的高頻裝置上，以限制或消除諧波、提高功率因數(shù)，很大的改善電能質(zhì)量。