有源濾波器

日期：2025-05-01 01:41

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摘要：

一、基本概念：

二、基本原理：

三、基本應用：

四、主要發展狀況：

一、基本概念：

　　有源電力濾波器（APF）是一種用於動態抑製諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，之所以稱為有源，

　　顧名思義該裝置需要提供電源，其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑製和無功補償方法的缺點（傳統的隻能固定補償），實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功；三相電路瞬時無功功率理論是APF發展的主要基礎理論；APF有並聯型和串聯型兩種，前者用的多；並聯有源濾波器主要是治理電流諧波，串聯有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問題。有源濾波器同無源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時濾除多次及高次諧波，不會引起諧振，但是價位相對高！

二、基本原理：

　　有源電力濾波器，是采用現代電力電子技術和基於高速DSP器件的數字信號處理技術製成的新型電力諧波治理專用設備。它由指令電流運算電路和補償電流發生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監視線路中的電流，並將模擬電流信號轉換為數字信號`，送入高速數字信號處理器（DSP）對信號進行處理，將諧波與基波分離，並以脈寬調製（PWM）信號形式向補償電流發生電路送出驅動脈衝，驅動IGBT或IPM功率模塊，生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。

三、基本應用：

　　諧波主要危害：

　　• 增加電力設施負荷，降低係統功率因數，降低發電、輸電及用電設備的有效容量和效率，造成設備浪費、線路浪費和電能損失；

　　• 引起無功補償電容器諧振和諧波電流放大，導致電容器組因過電流或過電壓而損壞或無法投入運行；

　　• 產生脈動轉矩致使電動機振動，影響產品質量和電機壽命；

　　• 由於渦流和集膚效應，使電機、變壓器、輸電線路等產生附加功率損耗而過熱，浪費電能並加速絕緣老化；

　　• 諧波電壓以正比於其峰值電壓的形式增強了絕緣介質的電場強度，降低設備使用壽命；

　　• 零序（3的倍數次）諧波電流會導致三相四線係統的中線過載，並在三角形接法的變壓器繞組內產生環流，使繞組電流超過額定值，嚴重時甚至引發事故。

　　• 諧波會改變保護繼電器的動作特性，引起繼電保護設施的誤動作，造成繼電保護等自動裝置工作紊亂；

　　• 諧波變改變了電壓或電流的變化率和峰值，延緩電弧熄滅，影響斷路器的分斷容量；

　　• 使計量儀表特彆是感應式電能表產生計量誤差；

• 乾擾鄰近的電力電子設備、工業控製設備和通訊設備，影響設備的正常運行。