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有源滤波器APF如何在冶金行业谐波治理中大展身手

一、冶金行业电能质量特点：

1、现代工业的发展对金属的需求量越来越大，使冶金行业迅速发展起来。冶金企业的用电设备具有容量大、大部分为感性负荷、负荷冲击大起制动快速性、自动化程度高、工作连续性等特点；

2、用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动交流电动机变频调速驱动变压器、电抗器电力电子装置等非线性负载。

3、轧机、电弧炉等冶金设备使电网电压发生波动和闪变，三相不平衡、电网功率因数低、线路损耗增加、谐波含量超标，已造成谐波公害，严重危害电力系统的安全运行和电气设备的安全经济运行。

因此，解决好冶金配电系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证电力系统电能质量及安全运行，降低损耗，提高用电设备效率等具有重要意义。

有源滤波相对无源滤波的优势在哪？

有源滤波技术作为一种新型的谐波治理方法，是消除谐波污染、提高电能质量的有效工具，与无源滤波技术相比，有着的优势。

主要表现在以下几个方面：

1、实现了动态补偿，可对频率和大小均变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应速度。

2、有源滤波装置是一个高阻抗电流源，它的接入对系统阻抗不会产生影响，因此此类装置适合系列化，规模化生产。

3、当电网结构发生变化时装置受电网阻抗的影响不大，不存在与电网阻抗发生谐振的危险，同时能抑制串并联谐振。

4、补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需要的储能元件不大。

5、用同一台装置可同时补偿多次谐波电流和非整数倍次的谐波电流，既可以对一个谐波和无功源进行单独补偿，也可对多个谐波和无功源进行集中补偿。

6、当线路中的谐波电流突然增大时有源滤波器不会发生过载，并且能正常发挥作用，不需要与系统断开。

7、装置可以仅输出所需要补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率，不但减小了有源滤波器的总容量，还可以避免轻负荷时发生无功倒送现象。

介绍有源电力滤波器主电路的设计

1、新型功率开关器件的采用：

集成门极换向晶闸管（IGCT）在门极可关断晶闸管（GTO）技术的基础上，采用新技术集成了硬驱动门极驱动电路及反并联二极管，使器件无须关断吸收电路，可靠性更高，工作频率更高，损耗更低，易于串联工作，适于风冷，这些优越性使得IGCT成为适应大容量FACTS装置的新型开关器件。

2、多重化技术：

这是大幅度提高装置容量的有效办法，采用多个逆变桥通过变压器组合使用，可成倍提高装置容量。

采用多重化需注意考虑逆变桥交流侧变压器的连接方式和不同逆变桥间的移相角度等。

3、开关器件串联：

多个电力电子器件串联使用组成一个开关模块，这是实现大容量基本和常用的方法。

其主要问题是串联器件上的均压问题，需采用Snubber等均压电路，同时也要留出一定的器件电压冗余量。

实际生产中，GTO和IGBT都有成功串联使用的例子，IGCT的出现使器件串联使用技术变得更为成熟。