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有源濾波器APF如何在冶金行業(yè)諧波治理中大展身手

一、冶金行業(yè)電能質(zhì)量特點(diǎn)：

1、現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對金屬的需求量越來越大，使冶金行業(yè)迅速發(fā)展起來。冶金企業(yè)的用電設(shè)備具有容量大、大部分為感性負(fù)荷、負(fù)荷沖擊大起制動快速性、自動化程度高、工作連續(xù)性等特點(diǎn)；

2、用電設(shè)備大量使用直流電動機(jī)和變流器驅(qū)動交流電動機(jī)變頻調(diào)速驅(qū)動變壓器、電抗器電力電子裝置等非線性負(fù)載。

3、軋機(jī)、電弧爐等冶金設(shè)備使電網(wǎng)電壓發(fā)生波動和閃變，三相不平衡、電網(wǎng)功率因數(shù)低、線路損耗增加、諧波含量超標(biāo)，已造成諧波公害，嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

因此，解決好冶金配電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償和諧波治理問題對于保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量及安全運(yùn)行，降低損耗，提高用電設(shè)備效率等具有重要意義。

有源濾波相對無源濾波的優(yōu)勢在哪？

有源濾波技術(shù)作為一種新型的諧波治理方法，是消除諧波污染、提高電能質(zhì)量的有效工具，與無源濾波技術(shù)相比，有著的優(yōu)勢。

主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、實(shí)現(xiàn)了動態(tài)補(bǔ)償，可對頻率和大小均變化的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對補(bǔ)償對象的變化有極快的響應(yīng)速度。

2、有源濾波裝置是一個高阻抗電流源，它的接入對系統(tǒng)阻抗不會產(chǎn)生影響，因此此類裝置適合系列化，規(guī)?；a(chǎn)。

3、當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時裝置受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不存在與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振的危險，同時能抑制串并聯(lián)諧振。

4、補(bǔ)償無功功率時不需要儲能元件，補(bǔ)償諧波時所需要的儲能元件不大。

5、用同一臺裝置可同時補(bǔ)償多次諧波電流和非整數(shù)倍次的諧波電流，既可以對一個諧波和無功源進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)償，也可對多個諧波和無功源進(jìn)行集中補(bǔ)償。

6、當(dāng)線路中的諧波電流突然增大時有源濾波器不會發(fā)生過載，并且能正常發(fā)揮作用，不需要與系統(tǒng)斷開。

7、裝置可以僅輸出所需要補(bǔ)償?shù)母叽沃C波電流，不輸出基波無功功率，不但減小了有源濾波器的總?cè)萘?，還可以避免輕負(fù)荷時發(fā)生無功倒送現(xiàn)象。

介紹有源電力濾波器主電路的設(shè)計(jì)

1、新型功率開關(guān)器件的采用：

集成門極換向晶閘管（IGCT）在門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用新技術(shù)集成了硬驅(qū)動門極驅(qū)動電路及反并聯(lián)二極管，使器件無須關(guān)斷吸收電路，可靠性更高，工作頻率更高，損耗更低，易于串聯(lián)工作，適于風(fēng)冷，這些優(yōu)越性使得IGCT成為適應(yīng)大容量FACTS裝置的新型開關(guān)器件。

2、多重化技術(shù)：

這是大幅度提高裝置容量的有效辦法，采用多個逆變橋通過變壓器組合使用，可成倍提高裝置容量。

采用多重化需注意考慮逆變橋交流側(cè)變壓器的連接方式和不同逆變橋間的移相角度等。

3、開關(guān)器件串聯(lián)：

多個電力電子器件串聯(lián)使用組成一個開關(guān)模塊，這是實(shí)現(xiàn)大容量基本和常用的方法。

其主要問題是串聯(lián)器件上的均壓問題，需采用Snubber等均壓電路，同時也要留出一定的器件電壓冗余量。

實(shí)際生產(chǎn)中，GTO和IGBT都有成功串聯(lián)使用的例子，IGCT的出現(xiàn)使器件串聯(lián)使用技術(shù)變得更為成熟。