有源电力滤波装置 APF

  背景介绍

  当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变成非正弦波、电压波形也变为非正弦波。对非正弦波作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量称为基波，频率大于基波的分量称为谐波。如今广泛使用的负载大部分是非线性的，如整流器、变频器、UPS、电梯、空调、节能灯（荧光灯）、复印机、家用电器等等，这些非线性负载会产生大量的谐波电流并注入到电网中，使电网电压产生畸变，这种谐波“污染”会对电网和用户产生严重的危害。另外，冲击性、波动性负载，如电弧炉、焊接设备等在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且造成电压波动，闪变和三相不平衡等电能质量问题，危害电网的安全运行。

   谐波对电网的影响。电网中广泛使用补偿无功的电容器，在一定的频率下，可能满足串联或并联谐振条件，当该次谐波足够大时，就会造成危险的过电压或过电流，这往往导致电气元件及设备的损坏，严重影响电力系统的安全运行。

   谐波对旋转电机的影响。谐波对旋转电机的影响主要是引起附加损耗和过热，其次是产生机械振动、噪声和谐波电压。这些影响将缩短电机的寿命，情况严重时甚至会损坏电机。

   谐波对变压器的影响。谐波源的谐波电流流入变压器时，其主要影响是增加了它的铜损和铁损，引起变压器的发热和噪声增大。

   谐波对通讯系统的干扰。谐波干扰会引起通讯系统的噪声，干扰严重时会引起信号的丢失，甚至还可能危及设备和人身安全。

图1 配网谐波引发的事故

针对上述综合性问题，需要应用电网滤波装置进行综合治理，才能解决电网谐波污染问题。有源电力滤波装置(APF)也就应运而生。它是一种动态补偿谐波电流的电力电子装置，其区别于传统无源滤波装置的特点是不受系统阻抗的影响，响应时间快，自动跟踪补偿，谐波滤除能力高、体积小。有源滤波装置的使用，对于保证电能质量、降低电网损耗、降低事故发生，都具有重要的作用和意义！