淺談APF有源電力濾波器設計選型計算詳解課件

1、有源電力濾波器聯(lián)系人：倪麗麗 聯(lián)系方式于諧波諧波源負載分類名 稱所屬行業(yè)變頻裝置商業(yè)、市政、民用、公用事業(yè)、工礦企業(yè)等UPS、開關電源、逆變電源公用事業(yè)、商業(yè)、電子、通訊等地鐵、輕軌、充電站（樁）交通單（多）晶硅生產(chǎn)設備、中頻爐制造業(yè)電弧爐、交流弧焊機、感應加熱裝置機械、能源、化工諧波國家標準GB/T 14549公用電網(wǎng)諧波電壓（電壓） 電網(wǎng)標稱 電壓 KV電壓總諧波 畸變率%各次諧波電壓含有率：% 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關于諧波典型電流波形諧波

2、源設備交流調(diào)壓器六脈沖變流器十二脈沖變流器電流波形總諧波畸變率觸發(fā)角決定28%15%關于諧波主要行業(yè)主要行業(yè)諧波電流畸變數(shù)據(jù)行業(yè)類型推薦THDi諧波源負載辦公樓宇15%計算機設備、中央空調(diào)、各類節(jié)能燈、辦公類用電設備、大型電梯醫(yī)療行業(yè)20%重要醫(yī)技設備、核磁共振設備、加速器、CT、X光機、UPS等通信機房35%大功率UPS、開關電源公共設施25%可控硅調(diào)光系統(tǒng)、UPS、中央空調(diào)銀行金融20%UPS、電子設備、空調(diào)、電梯生產(chǎn)制造20%變頻驅(qū)動、直流調(diào)速驅(qū)動水處理廠25%變頻器、軟啟動器諧波危害關鍵參數(shù)參數(shù)1：容量 與其它三相交流電力設備的容量定義相同，有源電力濾波器裝置的容量SAPF為：式中，U

3、APF和IAPF分別為有源電力濾波器交流側(cè)線電壓和線電流的有效值。市售APF大多采用電流標稱，如75A對應的容量為50kVA、150A對應100kVA。關鍵參數(shù)參數(shù)2：補償次數(shù)補償次數(shù)是可補償?shù)闹C波次數(shù)，國外廠家一般定義2-60次同時可選20種。不是補償次數(shù)越高性能就越好。需注意以下問題：1、弄清負載的諧波電流哪些頻次是必須補償?shù)?，若負載的高次諧波電流很小就沒有補償?shù)谋匾话愣?5次以上的諧波電流很小。2、不是任何頻次電流都可以達到額定值，如：75A的APF出75A的50次諧波電流。3、APF輸出電流的頻次分配比例是按典型負載設計的。越是高次電流(13次)以上，輸出能力越差。關鍵參數(shù)參數(shù)3

4、：補償率 在負載諧波電流處于APF補償電流范圍內(nèi)時，單臺APF諧波補償率的定義如下：補償率是針對典型負載的，不是任何負載時都能達到。起草中的APF國標規(guī)定補償率應75%。任何廠家的補償率都是針對典型負載的，且定義有差別，起草中的APF國標對補償率的定義及測試方法有明確規(guī)定。Ih濾波裝置工作后，電網(wǎng)側(cè)的第h次諧波電流方均根值；Inh濾波裝置工作前，電網(wǎng)側(cè)的h次諧波電流方均根值。關鍵參數(shù)參數(shù)4：響應時間響應時間是指諧波負載投入后，經(jīng)過多長時間電網(wǎng)的諧波電流被完全濾除(只有基波)或達到穩(wěn)定狀態(tài)。圖(a)給出了電網(wǎng)電流和負載電流的波形；圖(b)給出了電網(wǎng)電流和APF輸出電流的波形。可看出，負載電流從0

5、到額定電流130A時，經(jīng)過20ms后APF完全補償了諧波電流，這證明了APF的響應時間為20ms。 設計選型設計選型選型計算計算公式：諧波電流基波電流電流諧波畸變率衍生公式：S: 變壓器視在容量K: 變壓器利用率選型計算簡化計算簡化公式： 諧波含量=計算電流THDi 總線補償： THDi一般取10%35% 負載補償： THDi根據(jù)負載而定，一般為15%100%，典型值為20%30%選型計算行業(yè)類型諧波源負載推薦THDi治理方式辦公樓宇計算機設備，中央空調(diào)，各類節(jié)能燈、辦公類用電設備、大型電梯15%集中治理醫(yī)療行業(yè)重要醫(yī)技設備：核磁共振設備、加速器、CT、X光機等20%集中治理通信機房大功率UPS、開關電源35%集中治理部分行業(yè)總線電流諧波畸變率記錄表選型計算簡化計算舉例某通信機房UPS負載容量為30kVA，用戶側(cè)電壓為220V，因為負載為UPS，其典型推薦ThdI取值為35%，根據(jù)諧波電流的簡化計算公式可得：每相負載電流可以取50A；每相估算諧波電流故選用補償電流為30A50A的有源濾波器即可滿足抑制諧波的需要。 APF有源濾波器實現(xiàn)功能完美的電能質(zhì)量并聯(lián)型APF有源濾波器APF有源濾波器實現(xiàn)功能1諧波治理：治理負載電流畸變2無功補償：補償基波正序無功分量