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1、APFAPF有源电力滤波器有源电力滤波器2013年01月10日APF有源电力滤波器谐波国家标准谐波国家标准GB/T 14549GB/T 14549公用电网谐波电压（电压）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 0.8APF有源电力滤波器关于谐波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
2、（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APF有源电力滤波器关于谐波关于谐波典型电流波形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%APF有源电力滤波器关于谐波关于谐波主要行业主要行业主要行业主要行业谐波电流畸变数据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%U
3、PS、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APF有源电力滤波器谐波危害谐波危害APF有源电力滤波器关键参数关键参数参数参数1 1：容量：容量 与与其其它它三三相相交交流流电电力力设设备备的的容容量量定定义义相相同同，有有源源电电力力滤滤波波器器装装置的容量置的容量S SAPFAPF为：为：式式中中，U UAPFAPF和和I IAPFAPF分分别别为为有有源源电电力力滤滤波波器器交交流流侧侧线线电电压压和和线线电电流流的的有有效值。效值。市市售售APFAPF大大多多采采用用电电流流标标称称，如如75A75A对对应应的的容容量量为为50kVA50k
4、VA、150A150A对对应应100kVA100kVA。APF有源电力滤波器关键参数关键参数参数参数2 2：补偿次数：补偿次数补补偿偿次次数数是是可可补补偿偿的的谐谐波波次次数数，国国外外厂厂家家一一般般定定义义2-602-60次次同同时时可可选选2020种。种。不是补偿次数越高性能就越好不是补偿次数越高性能就越好。需注意以下问题：需注意以下问题：1 1、弄弄清清负负载载的的谐谐波波电电流流哪哪些些频频次次是是必必须须补补偿偿的的，若若负负载载的的高高次次谐谐波电流很小就没有补偿的必要，一般而言波电流很小就没有补偿的必要，一般而言2525次次以上的谐波电流很小。以上的谐波电流很小。2 2、不不
5、是是任任何何频频次次电电流流都都可可以以达达到到额额定定值值，如如：75A75A的的APFAPF出出75A75A的的5050次谐波电流。次谐波电流。3 3、APFAPF输输出出电电流流的的频频次次分分配配比比例例是是按按典典型型负负载载设设计计的的。越越是是高高次次电电流流(13(13次次) )以上，输出能力越差以上，输出能力越差。APF有源电力滤波器关键参数关键参数参数参数3 3：补偿率：补偿率 在负载谐波电流在负载谐波电流处于处于APFAPF补偿电流范围内时补偿电流范围内时，单台，单台APFAPF谐波补偿率谐波补偿率的的定义如下：定义如下：补补偿偿率率是是针针对对典典型型负负载载的的，不不
6、是是任任何何负负载载时时都都能能达达到到。起起草草中中的的APFAPF国国标标规规定定补补偿偿率率应应75%75%。任任何何厂厂家家的的补补偿偿率率都都是是针针对对典典型型负负载载的的，且且定定义有差别，起草中的义有差别，起草中的APFAPF国标国标对补偿率的定义及测试方法有明确规定。对补偿率的定义及测试方法有明确规定。I Ih h滤波装置工作后，电网侧的第滤波装置工作后，电网侧的第h h次谐波电流方均根值；次谐波电流方均根值；I Inhnh滤波装置工作前，电网侧的滤波装置工作前，电网侧的h h次谐波电流方均根值。次谐波电流方均根值。APF有源电力滤波器关键参数关键参数参数参数4 4：响应时间
7、：响应时间响应时间是指响应时间是指谐波负载投入后，经过多长时间谐波负载投入后，经过多长时间电网的谐波电流被电网的谐波电流被完完全滤除全滤除( (只有基波只有基波) )或达到稳定状态。或达到稳定状态。图图(a)(a)给给出出了了电电网网电电流流和和负负载载电电流流的的波波形形；图图(b)(b)给给出出了了电电网网电电流流和和APFAPF输输出出电电流流的的波波形形。可可看看出出，负负载载电电流流从从0 0到到额额定定电电流流130A130A时时，经经过过20ms20ms后后APFAPF完完全全补补偿偿了了谐谐波波电电流流，这这证证明明了了APFAPF的的响响应应时时间间为为20ms20ms。 A
8、PF有源电力滤波器关键参数关键参数参数参数4 4：响应时间：响应时间1 1、响响应应时时间间指指的的是是谐谐波波电电流流被被完完全全消消除除所所需需的的时时间间。瞬瞬时时响响应应时时间间指指的的是是开开始始出出谐谐波波的的时时间间，有有的的厂厂家家给给出出usus级级的的瞬瞬时时响响应应时时间间和和响响应时间应时间没有关联没有关联。2 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。、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 3、有有的的厂厂家家给给出出的的不不是是谐谐波波电电流流被被完完全全消消除除所所需需的的时时间间，可可能能是是消消除除50-90%50-90
9、%谐谐波波所所需需时时间间。超超过过40ms40ms的的响响应应时时间间不不适适于于负负载载快快速速波波动的场合动的场合。APF有源电力滤波器设计选型设计选型APF有源电力滤波器设计选型设计选型APF有源电力滤波器选型计算选型计算计算公式：计算公式：谐波电流谐波电流基波电流基波电流电流谐波畸变率电流谐波畸变率衍生公式衍生公式：S: S: 变压器视在容量变压器视在容量K: K: 变压器利用率变压器利用率APF有源电力滤波器选型计算选型计算计算公式：计算公式：K1为负荷率：即负荷占变压器额定容量的比例，通常取0.7-0.8； K2为谐波系数，根据系统场合不同而不同；ST为变压器额定容量，单位kVA
10、；US为低压系统电压，一般取0.4。APF有源电力滤波器选型计算选型计算 简化计算简化计算 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%APF有源电力滤波器选型计算选型计算行业类型行业类型谐波源负载谐波源负载推荐推荐THDiTHDi治理方式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APF有源电
11、力滤波器选型计算选型计算 简化计算举例简化计算举例 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。 APF有源电力滤波器APFAPF有源滤波器实现功能有源滤波器实现功能完美的电能质量完美的电能质量并联型APF有源滤波器APF有源电力滤波器APFAPF有源滤波器实现功能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：无功补偿：补偿基波正序无功分量3三相电流不平衡：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APF有源电力滤波器实验数据和波形（补谐波）实验数据和波形（补谐波）APF有源电力滤波器型式试验数据型式试验数据APF有源电力滤波器型式试验数据型式试验数据APF有源电力滤波器型式试验数据型式试验数据APF有源电力滤波器型式试验数据型式试验数据APF有源电力滤波器
