有源电力滤波器与电气控制原理图

有源电力滤波器与电气控制原理图

电气原理图是根据电气动作原理绘制的，用于分析动作原理和排除故障．而不考虑电气设备的电气元器件的实际结构和安装情况。通过电路图，可详细地了解电路、设备电气控制系统的组成和工作原理，并可在测试和寻找故障时提供足够的信息，同时电气原理图也是编制接线图的重要依据。

1．电气原理图绘制

电气原理图中，一般分为主电路和控制电路两部分分别画出。主电路是设备的驱动电路，在控制电路的控制下，根据控制要求由电源向用电设备供电。主电路通常用粗实线画在图样的左侧（或上方）。在电力拖动线路中，实际上就是设备的电源、电动机及其他用电设备等。

控制和辅助电路一般用细实线画在图样的右侧（或下方）。控制电路、辅助电路要分开画。控制电路画出控制主电路工作的控制电器的动作顺序，画出用作其他控制要求的控制电器的动作顺序。控制电路由接触器和继电器的线圈以及各种电器的常开、常闭触点组合构成控制逻辑，实现需要的控制功能。辅助电路是指设备中的信号和照明部分。主电路、控制电路和其他辅助的信号照明电路，保护电路一起构成电控系统。

电气原理图中的电路可以水平布置或者垂直布置。当水平布置时，电源线垂直画，其他电路水平画，控制电路中的耗能元件画在电路的最右端。当垂直布置时，电源线水平画，其他电路垂直画，控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。

2．元器件绘制和器件状态

电气原理图中的所有电气元器件不画出实际外形图，而采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示。同一电器的各个部件可根据需要画在不同的地方，但必须用相同的文字符号标注。电气原理图中所有元器件的可动部分通常表示在电器非激励或不工作的状态和位置。其中，常见的元器件状态有：

(1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。

(2)断路器和隔离开关在断开位置。

有源电力滤波器/APF的系统结构

Dow有源电力滤波器/APF的主电路功能框图如图1所示，Dow 3L结构框图如图2所示，Dow4L 结构框图如图3所示。

图1 Dow3L/4L主电路功能图

图2 Dow 3L主电路结构框图

图3Dow 4L主电路结构框图

Dow有源电力滤波器/APF主要由缓启动电路、LRC高频滤波电路、电抗器、IGBT逆变桥和储能电容组成。各部分功能原理功能如下：

1）缓启动电路：该模块的主要功能是控制直流电容器组充电时可能引发的冲击电流，当直流电容器电压达到内部控制电路临界值，即可启动有源滤波器来做谐波电流补偿。主要组成元件如下：

n 限流电阻

n 接触器

限流电阻的设置致使通过电能转换器而流入直流电容器的冲击电流被限制在一定程度的内，待控制电路下达启动指令时，电磁开关闭合并旁路限流电阻，使得电能转换器真正与电力系

统连接。

2）LRC高频滤波电路：LRC高频滤波电路为一安装在有源滤波器输出端的并联型无源滤波器组，其主要功能为吸收高频谐波电流，主要的组成元件如下：

n 串并联谐振滤波器

n 过电流保护继电器

n 异常跳脱控制装置

正常工作情况下，谐波电流滤波器和电力系统并接，吸收来自电能转换器运转时所产生的高频谐波电流。

LRC高频滤波电路设置有过电流保护继电器，当电能转换器工作异常时，则可能会引发大量高频谐波电流流入谐波电流滤波器，使得过电流保护继电器跳脱，而关闭有源滤波器达到保护功能。

3）高频电抗器：该电抗感器作为电能转换器与电力系统间的电力传输介面元件。

4）IGBT电能转换器：该电能转换器的主要功能在将电力系统所提供的能量转换成谐波补偿电流源，回馈至电力系统上，达到降低谐波的功能。主要组成元件如下：

n IGBT电桥

n 驱动电路

n 电压浪涌缓冲器（Snubbers）

电能转换器的电桥由IGBT组成，采高频脉宽调制（PWM）技术驱动IGBT，以产生所需要的补偿电流波形，为了避免IGBT工作时产生的浪涌电压过高而造成破坏，IGBT电桥亦装置有

电压浪涌缓冲器。

5）直流电容器组：直流电容器组将来自电力系统的能量透过电能转换器的控制而加以储存，其由多只电容值相等的直流电容器并接而成。电能转换器工作时除了输出欲补偿的谐波电流外，也在直流电容器组上建立稳定的直流电压。

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