并联型APF有源电力滤波器的实现方法.ppt

有源电力滤波器 倪丼丼 15610103605 谐波国家标准 GB/T 14549 公用电网谐波电压（电压） 电网标称 电压 KV 电压总谐波 畸变率 % 各次谐波电压含有率： % 奇次 偶次 0.38 5.0 4.0 2.0 6 4.0 3.2 1.6 10 35 3.0 2.4 1.2 66 110 2.0 1.6 0.8 关于谐波 谐波源负载分类 名 称 所属行业 变频装置 商业、市政、民 用、 公用事业、工矿 企业等 UPS、开关电源、逆变电源 公用事业、商业、 电子、通讯等 地铁、轻轨、充电站（桩） 交通 单（多）晶硅生产设备、中频 炉 制造业 电弧炉、交流弧焊机、感应加 热装置 机械、能源、化 工 关于谐波 典型电流波形 谐波源设 备 交流调压器 六脉冲变流 器 十二脉冲变 流器 电流波形 总谐波畸 变率 触发角决定 28% 15% 关于谐波 主要行业主要行业 谐波电流畸变数据 行业类 型 推荐THDi 谐波源负载 办公楼 宇 15% 计算机设备、中央空调、各类 节能灯、 办公类用电设备、大型电梯 医疗行 业 20% 重要医技设备、核磁共振设备、 加速器、 CT、 X光机、 UPS等 通信机 房 35% 大功率 UPS、开关电源 公共设 施 25% 可控硅调光系统、 UPS、中央 空调 银行金 融 20% UPS、电子设备、空调、电梯 生产制 造 20% 变频驱动、直流调速驱动 水处理 厂 25% 变频器、软启动器 谐波危害 关键参数 参数 1：容量 与其它三相交流电力设备的容量定义相同 ， 有源电力滤波器装 置的容量 SAPF为： A P FA P FA P F IUS 3 式中 ， UAPF和 IAPF分别为有源电力滤波器交流侧线电压和线电流的有 效值 。 市售 APF大多采用电流标称 ， 如 75A对应的容量为 50kVA、 150A对应 100kVA。 关键参数 参数 2：补偿次数 补偿次数是可补偿的谐波次数 ， 国外厂家一般定义 2-60次同时可选 20种 。 不是补偿次数越高性能就越好 。 需注意以下问题： 1、 弄清负载的谐波电流哪些频次是必须补偿的 ， 若负载的高次谐 波电流很小就没有补偿的必要 ， 一般而言 25次 以上的谐波电流很小 。 2、 不是任何频次电流都可以达到额定值 ， 如： 75A的 APF出 75A的 50次谐波电流 。 3、 APF输出电流的频次分配比例是按 典型负载设计 的 。 越是高次电 流 (13次 )以上 ， 输出能力越差 。 关键参数 参数 3：补偿率 在负载谐波电流 处于 APF补偿电流范围内时 ，单台 APF谐波补偿率 的定义如下： 补偿率是 针对典型负载 的 ， 不是任何负载时都能达到 。 起草中的 APF国 标规定 补偿率 应 75%。 任何厂家的补偿率都是 针对典型负载 的 ， 且定 义有差别 ， 起草中的 APF国标 对补偿率的定义及测试方法有明确规定 。 ( 1 ) 10 0%hh nh IK I Ih 滤波装置工作后，电网侧的第 h次谐波电流方均根值； Inh 滤波装置工作前，电网侧的 h次谐波电流方均根值。 关键参数 参数 4：响应时间 响应时间是指 谐波负载投入后，经过多长时间 电网的谐波电流被 完全滤除 (只有基波 )或达到稳定状态。 图 (a)给出了电网电流和负载电流的波形；图 (b)给出了电网电流和 APF输出电流的波形 。 可看出 ， 负载电流从 0到额定电流 130A时 ， 经 过 20ms后 APF完全补偿了谐波电流 ， 这证明了 APF的响应时间为 20ms。 关键参数 参数 4：响应时间 1、 响应时间指的是谐波电流被完全消除所需的时间 。 瞬时响应时 间指的是开始出谐波的时间 ， 有的厂家给出 us级的瞬时响应时间 和 响应时间 没有关联 。 2、 响应时间越小跟踪速度越快 ， 可以应用于负载快速波动的场合 。 3、 有的厂家给出的不是谐波电流被完全消除所需的时间 ， 可能是 消除 50-90%谐波所需时间 。 超过 40ms的响应时间不适于负载快速 波动的场合 。 设计选型 设计选型 选型计算 H1I =I 计算公式： T H D i% 谐波电流 基波电流 电流谐波畸变率 衍生公式 ： S: 变压器视在容量 K: 变压器利用率 选型计算 简化计算 简化公式： 谐波含量 =计算电流 THDi 总线补偿： THDi一般取 10%35% 负载补偿： THDi根据负载而定，一般为 15%100%，典型值为 20%30% 选型计算 行业 类型 谐波源负载 推荐 THDi 治理方 式 办公楼 宇 计算机设备，中央空调，各 类节能灯、办公类用电设备、 大型电梯 15% 集中治理 医疗行 业 重要医技设备：核磁共振设 备、加速器、 CT、 X光机等 20% 集中治理 通信机 房 大功率 UPS、开关电源 35% 集中治理 部分行业总线电流谐波畸变率记录表 选型计算 简化计算丽例 某 通信机房 UPS负载容量为 30kVA，用户侧电压为 220V， 因为负载为 UPS，其典型推荐 ThdI取值为 35%，根据谐 波电流的简化计算公式可得： 每相负载电流 可以取 50A； 每相估算谐波电流 故选用补偿电流为 30A 50A的有源滤波器即可满足抑制 谐波的需要。 A 45 .45 22 0)*10 00 / ( 3*30 负载电流I A 1 7.5 3 5%*50 T H D i* 负载电流T H D iI APF有源滤波器实现功能 完美的电能质量 并联型 APF有源滤波器 APF有源滤波器实现功能 1 谐波治理： 治理负载电流畸 变 2 无功补偿： 补偿基波正序无 功分量 3 三相电流不平衡： 补偿基波负序分 量 补偿零序分量 并联型 APF有源电力滤波器的实现方法 实验数据和波形（补谐波） 谢谢观赏！ 倪丽丽 15610103605