按电路拓朴结构分类,电力有源滤波器可分为并联型、串联型、串并联型和混合型。

该电路拓扑结构是在串联型有源滤波器的基础上使用一些大容量的无源L-C滤波网络来承担消除低次谐波,进行无功补偿的任务。而串联型有源滤波器只承担消除高次谐振及阻尼无源LC网络与线路阻抗产生的谐波谐振的任务。从而使串联型有源滤波器的电流、电压额定值大大减少(功率容量可减少到负载容量的5%以下),降低了有源滤波器的成本和体积。从经济角度而言,这种结构形式在目前是一种值得推荐的方案。其拓扑图如下所示:

主要应用场合有配有变频设备等类似负载的场合、配有不稳定负载的场合、轨道交通、石油化工、海洋石油、汽车制造、机械重工、污水处理、采矿冶炼、市政工程、电信银行、医院、智能建筑、会议中心、游乐中心、水泥、电子、造纸、橡胶、半导体、钢铁厂、有色金属冶炼、电气化铁路等。

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改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡,在设备容量许可的情况下,可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率。在确保滤除谐波功能的基础上有效改善系统不平衡状况。

根据电容器的预试情况,要对电容器组参数与电抗器参数进行核算,防止谐振,特别是电容器损坏后要及时补充,集合式电容器和由内熔丝的电容器更要注意,因为内熔丝动作后,电容值下降,容抗增加。

在停电处理时用备品补齐,没有备品采用拆除相应的电容器来配齐各相间的电容量平衡,同时注意三点:(1)三相间,两个星形间(双Y接线时)的电容量应配置平衡;(2)各相的上下两段串联间的电容量平衡,否则两段电容器承受电压不同,电容量小的段电压可能超过电容器的额定电压;(3)电压可能超过标准持续运行允许的1.1倍额定电压,保护不会动作于跳闸,故障发生在上段或下段时,保护灵敏度也不同。

要选用合适的熔断器,安秒特性符合要求:熔丝通过1.1倍额定电流时,4h不熔断;熔丝通过1.5倍额定电流时,熔丝熔断时间不小于75S;熔丝通过2.0倍额定电流时,熔丝熔断时间应小于7.5S。

输入端谐波产生机理:变频器的主电路一般为交一直一交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压,经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波,谐波次数通常为6n±1次高次谐波,其中的高次谐波将干扰输入供电系统。如果出现电源侧电抗充分小、换流重叠角\"可以忽略强狂,那么n次高次谐波为基波电流的1/n。输出端谐波产生机理:在逆变输出回路中,输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变元件,其PWM的载波频率为2~3kHz,而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样,输出回路电流信号也可分解为只含基波和其他高次谐波。

与一般无线电电磁干扰一样,变频器产生的高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合三种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载,对并联的电气设备产生干扰;感应耦合是指在传导的过程中,与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰;电磁辐射是指变频器输出端的高次谐波还会产生辐射作用,对邻近的无线电及电子设备产生干扰。高次谐波的危害具体表现在以下几个方面:

(3)电力电容器:当高次谐波产生时由于频率增大,电容器阻抗瞬间减小,涌人大量电流,因而导致过热、甚至损坏电容器,还有可能发生共振,产生振动和噪声。

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另外,高次谐波还会对电脑、通信设备、电视及音响设备、载波遥控设备等产生干扰,使通信中断,产生杂讯,甚至发生误动作,另外还会对照明设备产生影响。

降低PWM控制的输出波形中所含有的交流谐波成分带来的磁杂讯技术已越来越多地在各种变频器中得到应用,如采用更高频率的开关元件、变频器输出端加装滤波装置,用随机法调节切换频率和闭环控制改善高次谐波。