有源滤波和无源滤波的区别
传统的谐波抑制和无功补偿方法是采用由电感和电容构成的无源滤波装置,该装置与需补偿的非线性负载并联,在为谐波提供低阻通路的同时,也为负载提供了所需的无功功率。虽然无源滤波装置具有简单、方便的优点,但它也存在许多缺点。
有源电力滤波(active power filter,APF)装置不仅可减小占地面积,而且可有效解决无源滤波装置存在的问题。有源滤波与无源滤波存在着本质区别,它是根据动态补偿谐波的原理,应用现代电力电子器件和计算机技术,快速跟踪谐波产生的谐波大小和特性,由装置发出相应频率的反向电流,从而达到同时滤除多种成分谐波的目的。它一般由电子电力变流器构成,具有半导体功率变流器的高可控性和快速响应性。
有源电力滤波器特点:
1、实现了动态补偿,可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功功率进行补偿,对补偿对象的变化有极快的响应;
2、可同时对谐波和无功功率进行补偿,且补偿无功功率的大小可作到连续调节;
3、即使补偿对象电流过大,有源电力滤波器也不会发生过载,并能自动发挥补偿作用;
4、受电网阻抗的影响不大,不容易和电网阻抗发生谐振;
5、既可对一个谐波和无功源电度补偿,也可对多个谐波和无功源集中补偿。
谐波的治理措施
根据谐波的产生原因,其治理措施大致可分为以下三种:减少系统阻抗、限制谐波源、安装滤波装置。
1减少系统阻抗
要达到减少系统阻抗的目的,就要减少非线性用电设备与电源间的电气距离,换句话说就是提高供电电压等级。比如某钢厂的主要设备是电弧炉,原先用35KV供电,由两个110KV的变电所分别架设一回35KV专线供电,在35KV的母线上测得谐波分量较高;后改用一个距离只有4公里的220KV变电所架设5回35KV专线供电,母线上谐波情况明显好转,此外该厂还使用了较大容量的同步发电机,使这些非线性负荷的电气距离大大下降,使该厂产生的谐波量减少。这种方法的投资,需要和电网发展规划协调,适用于大型工业项目,而且要求不间断连续供电,一般由两个或以上变电所供电,故不优先考虑此方法。
2限制谐波源
此法需要改变谐波源的配置,限制大量产生谐波的工作方式,集中使用具有谐波互补性的装置使设备谐波互相抵消;增加变流装置的相数,使特征谐波次数提高,从而大大地降低谐波电流的有效值。这种方法需要重新布置设备线路,协调安排仪器的使用配合,具有较高的局限性。可以根据自身情况稍作调整,可以在一定程度上减少谐波量。
3安装滤波装置
目前常用的交流滤波装置有:无源滤波装置、有源滤波装置(APF)两种。无源滤波装置又称LC滤波装置,是利用LC谐振原理,人为地造成一条串联谐振支路,为准备滤除的特定次数谐波提供阻抗极低的通道,使之不注入电网。无源滤波装置结构简单,吸收谐波效果较明显,但于固有频率的谐波,而且补偿特性售电网阻抗的影响很大(在特定频率下,电网阻抗和LC滤波装置之间可能会发生并联谐振或串联谐振)。有源滤波装置(APF)是一种新型电力电子装置,用于动态抑制谐波、补偿无功。它能够实时的采集并分析负载的电流信号,分离各次谐波和无功,通过控制器控制变流器输出与谐波及无功电流等幅、反向的补偿电流,抵消负载中谐波电流,从而达到谐波治理的目的。有源滤波装置具有实时跟踪、响应迅速、补偿全面(可同时补偿无功和2~31次谐波)等显著的优点。
谐波对设备的危害
配电系统中有很多谐波源,会产生大量谐波(以3、5、7次谐波为最多)严重污染电网,引起谐波超标、中性线谐波过载等电能质量问题。这些问题都会影响设备的使用。
1、谐波对影像采集类设备的危害
由于受到谐波的影响,工作人员经常会遇到设备故障。这些故障轻则发生数据差错、图像模糊、信息丢失等问题,重则损坏电路板元器件造成设备无法继续正常工作;特别是一些成像设备,受到谐波影响时内部的电子元件可能会记录波动并改变输出,将导致波形图像重叠变形或模糊不清,容易造成误诊。
2、谐波对护理仪器的危害
用电子仪器有很多,受谐波危害较大的是手术治疗仪器。手术是指用激光、高频电磁波、放射线、微波、超声等单独的或配合传统手术的。相关设备受到谐波干扰,输出信号中将含有杂波或直接放大谐波信号,对患者造成强烈的电,在对某些重要部位进行时,存在重大安全隐患。而护理仪器比如呼吸机、起搏器、心电监护仪等都与被监护人的生命息息相关,有些仪器的信号本身就非常微弱,当受到谐波干扰时可能导致采集信息错误甚至无法工作,给患者和造成重大损失。
有源电力滤波器产品效益
● 使谐波指标满足国家标准,避免供电部门罚款或中断供电;
● 降低变压器损耗;
● 减少谐波污染,降低谐波对自动控制装置、电能计量装置、继电保护装置的干扰,保证供配电系统安全稳定运行;
● 避免谐波过电压和谐波过电流对电气设备的危害,延长设备使用寿命;
● 节能降耗,提高功率因数,节约电费,避免罚款。
ANAPF的安装方式
本项目柜体采用的是模块化组合式安装,如图1所示,该方式在此项目中有以下几个优点:
(1)可根据负载使用变化随时增、减APF设备的容量;
(2)每个模块单独安装散热单元,并可在柜体上加装散热风扇,散热效果良好;
(3)多个模块之间虽有通讯连接,但各台的故障并不会相互影响其它模块继续工作;
(4)后期维护方便,可实现故障模块单独维修、更换;维护期间ANAPF有源滤波装置可持续工作。
安科瑞电气股份有限公司成立于2003年,2012年在创业板上市,代码:300286。公司总部位于上海嘉定,是一家为企业微电网能效管理和用能安全提供解决方案的企业和软件企业,现有各类**及软件著作权500多项。(截止到2021年12月,发明**22项、实用新型**132项、外观设计**150项、软件著作权251项。)设于无锡江阴市的生产基地--江苏安科瑞电器制造有限公司是江苏省企业,拥有获得国家实验室认可的产品测试中心,配息化管理系统,为公司产品产业化、规模化实施提供**。新成立的安科瑞微电网研究院致力于企业端微电网技术的研发,进一步为用户建设安全、可靠、绿色的微电网能量管理系统提供解决方案。安科瑞现有研发工程技术人才500多人,聚焦用户侧能效系统和能源互联网,具备从云平台软件到终端元器件的一站式服务能力,形成了“云-边-端”的能源互联网生态体系,目前已有14000多套系统解决方案运行在全国各地。公司在全国主要城市就地配置销售、技术支持团队,快速响应客户需求,电子商务团队面向全国并稳步拓展海外市场,线上线下结合为用户提供良好的服务体验。公司现有各类云平台及系统解决方案涵盖电力、环保、消防、新能源、数据中心、智能楼宇、交通、**工程等多个领域。电力运维云平台为用户提供变电所集中监测、运维派单等功能,提高电力运维效率。能源管理云平台为建筑或工业企业提供能耗数据,协助用户梳理能源流向和碳排放趋势,为能耗双控提供数据支持。智慧消防云平台通过物联网技术消防信息,感知异常及时预警消除火灾隐患。预付费云平台为物业管理租户水电费收缴和用能安全提供解决方案。环保用电监管云平台协助**对企业环保设备运行工况实现在线监测,提高环保监察效率;餐饮油烟监测平台协助环保和部门监管规模餐饮企业油烟处理和排放,充电桩云平台可以帮助用户实现充电结算和资产管理,分布式光伏运维云平台提供分布式光伏电站运行数据采集及收益分析。系统解决方案还包含电力监控系统、智能照明控制系统、数据中心能效管理系统、电能质量治理系统、电气火灾监控系统、消防设备电源监控系统、*门监控系统、消防应急照明和疏散指示系统、医用隔离电源系统等系统解决方案及边缘计算网关,覆盖企业配电系统各个环节,打造感知、边缘智能、共建共享、开放合作的电力物联网体系。公司将秉着“创新、、团结、诚信”的理念,坚持稳健经营、持续创新,为用户安全、可靠、用能提供解决方案,为实现“碳达峰、碳中和”提供数据支持。