有源滤波装置（APF)

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有源电力滤波器

（Active power filter   APF：）

一、APF的简介

APF是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不衡。

二、不用AFP产生的谐波危害

1、使电网中的设备产生附加谐波损耗，从而降低发电、输电及用电设备的使用效率。

2、产生额外的热效应，从而引起用电设备（电机、变压器、电容器）发热，使绝缘老化，降低设 备的使用寿命，甚至被破坏。

3、引起一些保护设备误动作，如继电保护、熔断器等。

4、导致电器测量仪表计量不准确。

5、通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近电子设备和通信系统产生干扰。

6、降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。

7、大大增加了系统谐振的可能。谐波容易使电网与补偿电容之间发生并联或串联谐振，使谐波电流放大几倍甚至数十倍，造成过电流，引起电容器、与之相连的电抗器和电阻器的损坏。



图二   APF系统结构图

三、APF的功能

采用基于瞬时无功功率理论的检测技术，自动跟踪电网谐波的变化，具有高度可控性与快速响应性。克服了传统无源滤波器的滤波效果差、容易发生谐振、只能滤除固定次谐波等缺点，对各种快速瞬变的冲击性负荷均能起到良好的滤波和补偿效果。
APF有源滤波的器是一体式的升级产品。控制芯片，计算能力及抗APF有源滤波器采用军工级干扰能力极强，可实现一个控制器集中控制多台并联工作，采用自适应电流平均值控制算法并结合LCL拓扑结构，克服了传统的滞环电流控制由于开关频率变化所带来的输出频谱范围宽、滤波较困难、高频谐波会干扰电网等缺点。



四、APF的技术优势

滤波范围广，2-51次全范围有效；
全补偿或指定次补偿20种不同谐波；
响应速度快，全补偿响应时间小于300us，指定次补偿响应时间小于40ms；
多功能性，同时治理多种电能质量问题，谐波、无功补偿功能可自由设备；
具备中性线滤波能力（限4L型列有源滤波器）；
允许互感器安装在电源侧或负载侧，用户可根据现场情况自由选择；
支持系统自动限流运行功能，待补偿电流超出补偿容量后系统自动进入限流工作模式；
自动跟踪补偿电网中变化的谐波电流，补偿性能不受系统阻抗影响；
完善的模块并联技术，支持多台并联运行；
完善的开机自诊断技术，使系统尽在掌握之中；
强电主回路与弱电控制系统之间采用光电隔离，安全可靠；
军工级别的通讯误码侦别技术，确保系统通讯的可靠性及安全性。

五、设计方案

APF‍可广泛应用于工业、商业和机关团体的配电网中，如：水处理设备、电力系统、电解电镀企业、石化企业、煤矿企业、电气化铁路、高层建筑、UPS/发电机组、精密电子企业、机场/港口备电电源、医疗成像系统等。

如图所示，我们运用一些经典案例来说明APF的优越功能 ‍

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