并联型有源电力滤波器的实现方法

1、并联型有源电力滤波器的实现方法 第1页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三谐波国家标准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第2页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三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

2、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、化工第3页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三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%第4页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三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2

3、0%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、软启动器第5页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三谐波危害第6页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三关键参数参数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：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。第7页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三关键参数参数2：补偿次数补偿次数是可补偿的谐波次数，国外厂

4、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。第8页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三关键参数参数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

5、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。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。第9页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三关键参数参数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2

6、0ms。 第10页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三关键参数参数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。第11页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三设计选型第12页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三设计选型第13页，共21页，2022年，

7、5月20日，7点39分，星期三选型计算计算公式：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: 变压器利用率第14页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三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%第15页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三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

8、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第16页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三选型计算简化计算举例某通信机房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30A50A的有源滤波器即可满足抑制谐波的需要。 第17页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三APF有源滤波器实现功能完美的电能质量并联型APF有源滤波器第18页，共21页，2022年，5月20日，7点39分，星期三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