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有源滤波器的应用

    随着国内外电力电子技术的发展,大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域,如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等,故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。美国电力科学研究院EPRI最近的报告指出,全美因谐波等电能质量损失达几百亿美金。电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热,使电力电容器组工作不正常,甚至造成热击穿损坏;对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害,严重时会引发设备误动作,造成重大事故;谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械,检测仪表等用电设备也有严重的干扰。因此,必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。

    在低压配电网中这些谐波污染问题显得尤为突出,严重影响到各种类大型厂矿的正常生产,如钢铁、煤矿、化工、纺织等企业,以及IT和大规模微电子集成电路企业,造成产品报废,生产线停产,生产设备的寿命骤减甚至损坏。 
谐波使电网中串、并联设备产生谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,大量的三次谐波电流流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。谐波对计算机和数控设备具有很大危害,可以影响程序运行,破坏数据,使信息丢失,导致控制系统误动作。谐波能够影响各种电气设备的正常运行,对电机、变压器、电容器、电缆等设备造成振动、过热、绝缘老化,严重影响设备的使用寿命甚至直接造成设备损坏。 
谐波的危害 
1.使旋转电机和变压器过热、振动和噪声,降低变压器额定容量,缩短电机使用寿命 
2.使电力电容器组工作不正常,甚至造成热击穿损坏 
3.使线路损失加大、电缆过热、绝缘老化,严重时会使电缆“放炮” 
4.影响电力系统中的发电机、调相机、继电保护和自动装置,严重时会引发设备误动作,造成重大事故 使电能计量等产生误差 
5.严重干扰通信、计算机系统、高精度加工机械,检测仪表等用电设备的使用 
6.大大提高了电网谐振的可能 
7.损坏电网中敏感设备 
8.导致中线电流过大,造成中线发热甚至火灾


主要应用场合 
1.变频设备的应用场合 
随着技术的进步,变频设备大量应用于各类场合,变频设备会产生大量的谐波,因此,这类场合是有源滤波器主要的目标市场之一。 
2.不稳定负荷的应用场合 
不稳定负荷不是有源滤波器的主要市场,但它是电力系统一个极其重要的方面,因为不稳定的负荷虽然所占比例不大,但是它们对电力系统产生的影响却远远大于其它负荷所造成的影响,因此对于该类应用场合也应作为有源滤波器的主要市场方向之一。 
3.钢铁厂 
钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发生设备,且主要是冲击性负荷,对钢铁厂附近的其它负荷有很大影响。同时,谐波问题对钢铁厂无功补偿的影响很大,所以应以无功补偿谐波治理同时处理作为目标。 
4.有色冶金 
有色冶金的负荷除电弧炉性质的负荷外,还由于采用直流湿法冶金而产生大量的直流成分。 
5.港口机械 
港机是大型的提升设备,一般都采用很大的变频器,因此是港口机械主要的谐波发生源,因此对于该类应用场合也应作为有源滤波器的市场方向之一。 
6.电气化铁路 
电气化铁路一般使用直流电机拖动,因此是一个市政方面的主要谐波源。根据现有上海、北京等地电气化铁路的运行情况,大多数系统都安装了滤波器。预计本产品可以达到电气铁路滤波器国产化的作用。 
7.高精度自动化生产线 
高精度自动化生产线本身不产生谐波,但是对于电能质量有很高的要求,因此需要在高精度自动化生产线的供电侧安装有源滤波器,以降低谐波对生产线的影响 
8.办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所 
办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所的谐波情况也非常严重,治理方法宜采用集中治理方法,以节省成本。 
其典型用户有:东北石油大学、石家庄军械工程学院等等。


技术指标和电气参数 
谐波电流:THD(I)<5%,TDD<5%,谐波次数为3唇鹕彻饰ㄒ还偻吩上的高次谐波 
谐波电压:THD(V)<5%,谐波次数为2至50 
滤波效果:符合ANSI/IEEE std 519-1992,GB/T 14549-93 
功率因数:COSØ>0.95 
响应速度:25KHz 
额定电压:220V至6kV,3相或3相4线 
电压偏移:±10% 
额定频率:50Hz,±5% 
最大电流:100% 
冲击耐压:ANSI/IEEE std C62.41-1991


产品特性 
可同时滤除2至50次谐波; 
响应时间小于200μs,响应速度快、控制精度高; 
瞬间300%额定容量涌流补偿; 
采用20kHz的IGBT,完美迅速消除谐波; 
可自动消除系统谐振; 
具有自动限流功能,不会发生过载; 
可只滤除谐波,或可以同时滤除谐波和补偿无功; 
设计选型简单,不需要进行详细的电网分析,只需测量谐波电流大小。


【上一个】 谐波治理的基本方法 【下一个】 谐波补偿无功补偿是什么关系


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