滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是按捺和避免搅扰的一项重要措施。谐波管理首先要操控好谐波产生的源头,其次咱们还要经过添加滤波设备进行谐波的消除。怎么正确挑选有用的谐波质量计划十分要害。
一、无源滤波
界说
无源滤波器,又称LC滤波器,是运用电感、电容和电阻的组合规划构成的滤波电路,可滤除某一次或屡次谐波,最一般易于选用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对首要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都归于无源滤波器。无源滤波器由LC等被迫元件组成,将其规划为某频率下极低阻抗,对相应频率谐波电流进行分流,其行为形式为供给被迫式谐波电流旁路通道。如图1所示为无源滤波原理图。
图1 无源滤波原理图
优缺陷
长处:无源滤波器具有结构简略、本钱低价、运转牢靠性较高、运转费用较低。
缺陷:通带内的信号有能量损耗,负载效应比较显着,运用电感元件时简略引起电磁感应,当电感L较大时滤波器的体积和分量都比较大,在低频域不适用。
使用
由于无源滤波的具有大容量低价位的长处,钢铁职业的滤波都选用无源滤波,目前国内滤波商场(电力谐波管理商场)上首要以无源滤波为主。国际上以ABB、施耐德、西门子为代表,国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。开展局势以快速反映,谐波管理彻底,归纳操控为主。
二、有源滤波
界说
有源滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态按捺谐波、补偿无功的新式电力电子设备,它能够对巨细和频率都改变的谐波以及改变的无功进行补偿。之所以称为有源,望文生义该设备需求供给电源(用以补偿主电路的谐波),其使用可战胜LC无源滤波器等传统的谐波按捺和无功补偿办法的缺陷(传统的只能固定补偿),完成了动态盯梢补偿,而且能够既补谐波又补无功。
三相电路瞬时无功功率理论是APF开展的首要基础理论,APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器首要是管理电流谐波,串联有源滤波器首要是管理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较,管理作用好,首要能够一起滤除屡次及高次谐波,不会引起谐振,可是价位相对高。如图 2所示为有源滤波结构图。
图2 有源滤波器结构图
优缺陷
长处:可动态滤除各次谐波,对体系内的谐波能够彻底吸收;不会产生谐振。通带内的信号不只没有能量损耗,而且还能够扩大,负载效应不显着,多级相联时相互影响很小,运用级联的简略办法很简略构成高阶滤波器,而且滤波器的体积小、分量轻、不需求磁屏蔽。
缺陷:通带规模受有源器材的带宽约束,需求直流电源供电,牢靠性不如无源滤波器高,在高压、高频、大功率的场合不适用。
使用
有源滤波器可广泛使用于工业、商业和机关团体的配电网中,如:电力体系、电解电镀企业、水处理设备、石化企业、大型商场及办公大楼、精细电子企业、机场/港口的供电体系、医疗机构等。依据使用目标不同,HTAPF-I型有源电力滤波器的使用将起到确保供电牢靠性、下降搅扰、进步产品质量、添加设备寿数削减设备损坏等作用。
通讯职业;
半导体职业;
轿车制造业;
直流电机谐波管理;
医院体系;
剧场和体育馆。
三、有源滤波和无源滤波的比照
作业原理
无源滤波器由LC等被迫元件组成,将其规划为某频率下极低阻抗,对相应频率谐波电流进行分流,其行为形式为供给被迫式谐波电流旁路通道;而有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能改换设备,检测负载谐波电流并自动供给对应的补偿电流,补偿后的源电流简直为纯正弦波,其行为形式为自动式电流源输出。
阻抗影响
无源滤波器受体系阻抗影响严峻,存在谐波扩大和共振的风险;而有源滤波不受影响。
频率影响
无源滤波器谐振点偏移,作用下降;有源滤波器不受影响。
负载影响
无源滤波器或许由于超载而损坏;有源滤波器无损坏之风险,谐波量大于补偿才能时,仅产生补偿作用缺乏罢了。无源滤波器补偿作用跟着负载的改变而改变;有源滤波器不受负载改变影响。
设备造价
无源滤波器较低;有源滤波器太高。
四、E6500在谐波处理上的使用
谐波损害现已显而易见了,例如添加电力设施负荷,下降体系功率因数,下降发电、输电及用电设备的有用容量和功率,形成设备糟蹋、线路糟蹋和电能丢失;引起无功补偿电容器谐振和谐波电流扩大,导致%&&&&&%器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运转……等等。
图 3 E6500谐波实测图
已然谐波呈现了,那咱们就要想办法将它滤除去,可是条件是咱们能够精确的丈量谐波。致远电子E6500电能质量剖析仪选用抗混叠核心技术,每通道都装备独自的抗混叠滤波器,即二阶有源滤波器,在正常量程规模内截止频率是14KHz,在满量程规模内截止频率是22KHz,彻底符合电能质量输入信号规模(最高10KHz),然后在硬件上确保了丈量核算的精确性。
图 4 谐波丈量剖析图
在丈量现场或许存在许多高频搅扰,例如电源信号、无线电信号等均或许会引进高频搅扰输入,然后引起频率混叠现象。假如没有进行混叠处理,就会呈现过错。比如图3榜首幅图是没有进行混叠处理,谐波剖析成果是7次谐波超支,这个是过错的;
仅有牢靠的办法是在对信号进行模数转化之前做抗混叠处理,确保丈量成果的正确性。比如图3第二幅图进行了混叠处理,谐波剖析成果是9次谐波超支,跟原始信号剖析成果共同。