低压有源滤波器 电力系统谐波治理

有源滤波器和无源滤波器有什么区别？
工具材料：
有源滤波器
无源滤波器
操作方法：
有源电力滤波器(Active Power Filter，简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功;三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论;APF有并联型和串联型两种，前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，但是价位相对高!
有源电力滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制(PWM)信号形电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。
无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路，使谐波流入到滤波装置中。单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点，至今仍是被广泛应用谐波治理方法。
LBFC系列无源滤波补偿装置，主要由滤波电容器、滤波电抗器、无感电阻组成的LC滤波电路，根据谐波电流的成分、大小及无功需求来设计各滤波支路，采用仿真软件计算、设计、校验，使装置设计优化，能够在降低成本的同时，高效滤除系统谐波、补偿无功。特别适用于变频器负载系统、，能够解决负载所在系统发热升温、噪声增大、电容补偿投切不上、电路元器件损毁等谐波电流过高引起的危害和故障。
无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路，使谐波流入到滤波装置中。单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点，至今仍是被广泛应用谐波治理方法。LBFC系列无源滤波补偿装置，主要由滤波电容器、滤波电抗器、无感电阻组成的LC滤波电路，根据谐波电流的成分、大小及无功需求来设计各滤波支路，采用仿真软件计算、设计、校验，使装置设计优化，能够在降低成本的同时，高效滤除系统谐波、补偿无功。特别适用于变频器负载系统、能够解决负载所在系统发热升温、噪声增大、电容补偿投切不上、电路元器件损毁等谐波电流过高引起的危害和故障。

ANSVG-S-A无功有源滤波混合补偿装置
产品简介
功能：
该系列无功谐波混合补偿装置并联在整个供电系统中，通过互感器采集信号，根据电网中负载功率因数及谐波含量的变化控制内部的无功补偿模块与有源滤波模块对系统进行无功补偿及有源滤波。

应用范围：
适用于补偿电网中的无功电流，谐波电流以及不平衡电流等场合。

订货范例：
具体型号：ANSVG-120-50 / 380
技术参数：无功补偿容量120 Kvar，谐波补偿电流50A
电压等级：380V
防护等级：IP20（可按客户要求定制）
技术参数
CT的要求
至少需要3个CT（精度：0.5%）
工作电压及频率
AC380 V±10%
可滤除谐波范围
2-15次谐波
滤波程度设定
可对每次谐波进行单独选择
功率因数
在额定容量范围内，补偿后功率因数≥0.95
通讯
采用Modbus远程通讯协议、通信接口可选RS485
环境温度
-10 ～+45（高可达55℃，过45℃，设备需要降容使用）
相对湿度
大95%，无凝露
海拔高度
安装海拔< 1000米（其他特殊要求可定制）
无功补偿
可任意设置目标功率因数
防护等级
IP20（可按客户要求定制）
颜色
RAL7035（可按客户要求定制）
安装方式
室内安装，固定方式与进线方式可选
产品选型
为了方便进行选型，首先将行业进行分类，各行业所属类别如下表（ ， 指APF容量， 是指无功补偿容量， 是指变压容量， 是谐波补偿行业系数， 是指无功补偿行业系数）：
Ⅰ：系数 约为0.12，系数 约为0.3，适用于写字楼、住宅等谐波、无功需求相对较小的场合；
Ⅱ：系数 约为0.20，系数 约为0.4，适用于商业、轨道交通等谐波、无功需求相对中等的场合；
Ⅲ：系数 约为0.25，系数 约为0.55，适用于重工业、制造业等谐波、无功需求相对较大的场合；
根据变压器容量与行业类别选型如下：
行业、场所类别
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
变压器容量（kVA）
ANSVG型号
ANSVG型号
ANSVG型号
200
ANSVG-60-30/380
ANSVG-80-50/380
ANSVG--/

ANSVG-80-50/380
ANSVG-100-50/380
ANSVG--/

ANSVG-100-50/380
ANSVG-130-50/380
ANSVG--/

ANSVG-120-50/380
ANSVG-160-75/380
ANSVG-220-100/380
500
ANSVG-150-75/380
ANSVG-200-100/380
ANSVG-280-120/380
630
ANSVG-200-100/380
ANSVG-260-120/380
ANSVG-350-150/380
800
ANSVG-120-100/380
ANSVG-320-150/380
ANSVG-410-150/380
1000
ANSVG-120-150/380
ANSVG-400-200/380
ANSVG-550-250/380
1250
ANSVG-400-200/380
ANSVG-500-250/380

1600
ANSVG-480-200/380
ANSVG-630-200/380

2000
ANSVG-630-200/380




备注：表格中为理论值，与实际测量值可能存在偏差。

板载式ANAPF有源滤波器


1、产品介绍
ANAPF板载式有源滤波装置是我公司研发的电能补偿装置的一种，采用现代电力电子技术，基于高速全数字控制方式的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理**设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。与传统无源滤波器（相当于给谐波电流提供了接近于0的低阻抗通道，以免谐波电流注入系统）相对比，有源滤波装置通过IGBT逆变模块实现了各次谐波的动态滤除。
1.1 ANAPF板载式有源滤波装置工作原理
ANAPF板载式有源滤波装置可以通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取并计算出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中抵消对应谐波电流，达到滤波目的。工作原理图及补偿示意如图1所示。

图1 ANAPF工作原理及对应波形示意
1.2 ANAPF板载式有源滤波装置结构介绍及优势分析
ANAPF板载式有源滤波装置相较于公司前期的立柜式产品来说，体积更小、重量更轻、方便安装、更美观，这对产品的结构安排和内部集成度有了更高的要求。我司生产的ANAPF有源滤波装置分为两种安装方式 ，其主要参数如下：
壁挂式板载模块外观如图2所示：
外形尺寸485×275×610 （宽深高）
额定电流：50A（可按照需求适当提高）
额定电压:AC380V
接线方式:三相三线或三相四线
进线方式：上进上出
额定频率：50Hz
模块壳体颜色：RAL7035
防护等级：IP20
质量：50KG

图2 壁挂板载式外观示意
抽屉式板载模块外观如图3所示：
外形尺寸485×610×275 （宽深高）
额定电流：50A（可按照需求适当提高）
额定电压:AC380V
接线方式:三相三线或三相四线
进线方式：后进后出
额定频率：50Hz
模块壳体颜色：RAL9004
防护等级：IP20
质量：50KG

图3 抽屉板载式外观示意
其中壁挂式结构适用于负荷容量较小或场地紧凑的场合，一般推荐为单台独立运行时使用；抽屉式结构多采用多模块并联安装在抽屉柜体中的安装方式，可根据实际补偿容量需求增减柜体内模块数量，适用于大负荷容量的场合。目前我司常规产品大为6个模块组合，并且正在向更多模块数，更大容量化方面研究与发展。其抽屉柜安装效果图如图4所示。
该方式相对于传统整柜式有以下几项优点：
（1）每个模块容量为50A（可在适当范围内浮动），相同的柜体格局下有更多容量选择，并可根据客户实际需求增加模块数量至6个以上（需加宽柜体尺寸，效果可参照图5）；
（2）可根据负载使用变化随时增、减APF设备的容量（加、减模块数量即可，并对人机界面作相应参数设置）；
（3）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，故障率低；
（4）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（补偿容量会相应减小）；
（5）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。
（6）结构精巧，设计灵活，可作为零部件（模块）单独购买，嵌入三方柜体；柜型外观、尺寸的改变基本不影响内部安装和整体使用效果。
（7）生产周期短，即使是非常规要求产品亦能保证及时投入使用，确保客户经济利益。

图4 模块化组合式安装示意图 图5 两列模块组装效果示意图
1.3 ANAPF板载式有源滤波装置的补偿效果
下面是某负载的产品应用效果图，其谐波含量在26%左右，通过电能质量分析仪PW3198的分析可以帮助我们很直观的看到补偿效果。

补偿前网侧谐波畸变率 补偿前网侧谐波畸变率
补偿后谐波电流含量仅为4%，低于国标对0.38KV电网的要求5%，以C相为例，对应的各次谐波含量清单如下：

补偿前C相各次谐波含量 补偿后C相各次谐波含量
从波形来看效果可以更直观的看到补偿效果：补偿前电流波形为M形，补偿后已变为正弦波，效果良好。

补偿前电压电流波形 补偿前电压电流波形
1.4 ANAPF板载式有源滤波装置的型号选择
该产品为并联型有源电力滤波器，其命名方式为：

其中谐波补偿电流的大小可安排售前工程师协助测量或根据变压器容量和行业类型自行估算后选择，计算方法见公式（1）。
...................................... 公式（1）
其中 为变压器负荷率，即负荷占变压器额定容量的比例，通常取0.6~0.8；
为电流总谐波畸变率，各行业略有不同，具体数值参见上文表1；
为变压器额定容量，单位KVA；
为低压系统电压，一般取0.38~0.4。

ANAPF有源电力滤波器
产品简介
功能：
ANAPF系列有源电力滤波器通过电流互感器采集系统谐波电流，经控制器计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流，并注入电力系统中，从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。
应用范围：
适用于并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进行实时的跟踪和补偿。
订货范例：
具体型号：ANAPF150-380/BGL
技术要求：谐波补偿电流150A，线电压等级380V 。
接线方式：三相四线
安装方式：立柜式
互感器接线方式：负载侧


技术参数

产品选型



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