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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元。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
，所以应以无功补偿和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次以上的高次谐波 
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
。