Что такое фильтр активной мощности

Фильтр активной мощности (APF) — это новый тип силового электронного устройства, используемого для динамического подавления гармоник и компенсации реактивной мощности, которое может компенсировать гармоники и изменения реактивной мощности по величине и частоте.

Причина, по которой активный фильтр называется активным, как следует из названия, заключается в том, что устройству необходимо обеспечить питание (для компенсации гармоник основной цепи), и его применение может преодолеть недостатки традиционных гармонических фильтров.

методы подавления и компенсации реактивной мощности, такие как LC-фильтры (традиционные могут быть только фиксированными), реализуют динамическую компенсацию отслеживания и могут компенсировать как гармоники, так и реактивную мощность.

Теория мгновенной реактивной мощности трехфазной цепи является основной базовой теорией развития АПФ; APF имеет два типа: параллельный тип и последовательный тип, первый используется чаще; параллельный активный фильтр предназначен в основном для контроля тока

гармоники, а последовательный активный фильтр предназначен в основном для контроля проблем, вызванных гармониками напряжения. По сравнению с пассивными фильтрами активные фильтры обладают хорошим лечебным эффектом и в основном могут одновременно отфильтровывать несколько и более высокие гармоники, что не вызывает резонанса, но цена относительно высока.

Основы фильтров активной мощности

Фильтр активной мощности — это новый тип специального оборудования для контроля гармоник мощности, созданный на основе современной технологии силовой электроники и технологии цифровой обработки сигналов на основе высокоскоростных устройств DSP. Он состоит из двух основных частей:
схемы управления командным током и схемы формирования компенсационного тока. Схема управления током контролирует ток в линии в режиме реального времени, преобразует аналоговый сигнал тока в цифровой сигнал, отправляет его на
высокоскоростной процессор цифровых сигналов (DSP) для обработки сигнала, отделяет гармоники от основных , и отправляет управляющий импульс в схему генерации компенсационного тока в виде сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ), управляет силовым модулем IGBT или IPM, генерирует компенсационный ток, равный амплитуде гармонического тока электросети. и противоположной по полярности, и подает его в электросеть, компенсирует или подавляет гармонический ток, и

активно устраняет силовые гармоники.

Как работают фильтры активной мощности

Активный фильтр должен использовать трансформатор тока для сбора тока в линии постоянного тока. После выборки полученный сигнал тока обрабатывается алгоритмом разделения гармоник для получения гармонического опорного сигнала в качестве сигнала модуляции по сравнению с треугольной волной. Чтобы получить сигнал переключения, используйте сигнал переключения для управления однофазным мостом. В соответствии с принципом технологии сигнал переключения верхнего и нижнего плеч моста меняется на противоположный, а гармонический ток равен размеру гармонического сигнала в линии и противоположном направлении, и гармонический ток в линии аннулируется. Это часть управления с прямой связью. Гармоническая составляющая линейного тока за точкой доступа активного фильтра затем подается обратно в качестве входного сигнала регулятора для регулировки ошибки упреждающего управления:

Основные опасности гармоник:
1. Увеличение нагрузки энергообъектов, снижение коэффициента мощности системы, снижение эффективной мощности и эффективности генерации, передачи и электрооборудования, а также возникновение отходов оборудования, линий и потерь мощности;
2. Вызывают резонанс и усиление гармонического тока конденсаторов компенсации реактивной мощности, что приводит к повреждению или выходу из строя конденсаторной батареи из-за перегрузки по току или перенапряжения;
3. Двигатель вибрирует из-за пульсирующего крутящего момента, что влияет на качество продукции и срок службы двигателя;
4. Из-за вихревых токов и скин-эффекта двигатели, трансформаторы, линии электропередачи и т. д. будут вызывать дополнительные потери мощности и перегрев, тратить электроэнергию впустую и ускорять старение изоляции;
5. Гармоническое напряжение увеличивает напряженность электрического поля изолирующей среды в форме, пропорциональной ее пиковому напряжению, и снижает срок службы оборудования;
6. Гармонический ток нулевой последовательности (кратный по 3) вызовет перегрузку центральной линии трехфазной четырехпроводной системы и создаст циркуляционный ток в обмотке трансформатора треугольного соединения, так что ток
обмотки превышает номинальное значение и даже может стать причиной аварии в серьезных случаях. 7. Гармоники изменят характеристики действия реле защиты, вызовут сбой в работе средств релейной защиты и вызовут нарушение работы автоматических устройств, таких как релейная защита;
8. Гармоническое изменение изменяет скорость изменения и пиковое значение напряжения или тока, задерживает гашение дуги и влияет на отключающую способность автоматического выключателя;
9. Сделать измерительный прибор, особенно индукционный счетчик электрической энергии, выдавать погрешность измерения;
10. Мешать расположенному поблизости силовому электронному оборудованию, промышленному оборудованию управления и коммуникационному оборудованию, а также влиять на нормальную работу оборудования.