有源电力滤波器与电气控制原理图
电力有源滤波器的设计
工学院毕业设计（论文）题目：电力有源滤波器的设计专业：电气工程及其自动化班级：电气082姓名：邓大伟学号：1609080203指导教师：国海日期：2011年12月22日目录摘要： (1)1 绪论 (2)1.1概述 (2)1.2抑制谐波的方法 (2)1.3本文研究的内容 (3)2 APF的工作原理和结构 (4)2.1APF的基本原理和种类 (4)2.2APF的谐波检测方法 (5)2.3APF的补偿电流控制方法 (6)3 有源电力滤波器谐波检测及控制策略 (8)3.1瞬时无功功率理论简介及其应用 (8)3.2SVPWM调制策略 (10)4 控制系统的总体设计方案 (14)4.1系统初始化程序的设计 (14)4.2中断子程序设计 (15)4.3I P-I Q法补偿谐波和无功电流的原理框图 (16)5 电力有源滤波器的仿真实现 (17)5.1源电力滤波器仿真模型的建立 (17)5.2结果仿真 (21)总结与展望 (25)致谢 (26)参考文献 (27)ABSTRACT: (28)电力有源滤波器的设计摘要：随着电力电子装置日益广泛的应用，电力电子装置自身所具有的非线性导致了电网中含有大量谐波，这些谐波给电力系统带来了严重的污染，严重危害了用电设备和通信系统的稳定运行。
虽然传统的无源电力滤波器具有结构简单、成本低、技术成熟、运行费用低等优点，但同时也有一些缺点，例如只能抑制固定的几次谐波，并对某次谐波在一定条件下会与电网阻抗产生谐振反而而使谐波放大。
目前，谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器，有源电力滤波器也是一种电力电子装置，且相关技术的研究也日渐成为研究的热点。
本文阐述了几种常见APF的拓扑结构及各自的优缺点，详细分析了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法，比例控制和前馈控制两种电流环控制策略以及SPWM和SVPWM两种调制策略。
介绍了电力有源滤波器的基本原理和结构，并设计了并联型有源电力滤波器的控制系统，实验结果表明,其谐波抑制和无功补偿可以达到良好的效果,在技术上是可行的。
有源滤波器 施耐德AccuSine产品介绍(hgh)
CBa
AccuSine
PMC&CEF
52
AccuSine设计选型指南
产品型号与尺寸－AccuSine/3L
产品 额定补偿电流(A)
额定电压(V) 额定频率(Hz)
防护等级 尺寸
(mm,高×宽×深) 重量(kg) 标准安装
电缆通道位置 进风通道
AccuSine/3L-50A 50
208～480 * 50/60 IP20
i(t)
S1 和S4 闭合
PMC&CEF
t
20
AccuSine工作原理
补偿电流产生
S
S
L
1
2
UD
UA
C
C
S
S
3
4
i(t)
PMC&CEF
t
21
AccuSine工作原理
补偿电流产生
S
S
L
1
2
UD
UA
C
C
S
S
3
4
i(t)
PMC&CEF
t
22
AccuSine工作原理
补偿电流产生
S
S
L
1
2
UD
PMC&CEF
36
产品特点与优势
强大的人机界面
Ö方便操作与设置 Ö提供用户接点输出 ÖAccuSine/4L提供通讯接口
PMC&CEF
SETUP
RUN
ENTER
STOP
F1
F2
F3
7
8
9
4
5
6
ESC
1
2
3
《有源补偿APF》PPT课件
谐波基本概念
➢u(谐波t） 的基a本0 概 念（an cos nt bn cos nt） n 1
频率为1/T的分量为基波，频率为大于1的整数倍基波 （50Hz中国）频率的分量称为谐波。谐波次数为谐波 频率和基波频率的整数比。
➢电压HRHURnUn(和Un电/U1流) *H10R0I%n HRI n (In / I1)*100 %
谐波抑制和治理的解决方法
2.有源滤波器 有源滤波器的基本原理是从被补偿对象中检测出谐波电流， 然后由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等但极性相 反的补偿电流（并联型）或对应的谐波电压（串联型）， 从而消除电网中的谐波电流，使电网电流只含有基波分量。 与传统的LC滤波器相比，有源滤波器优点如下： ①.实现了动态补偿，可对频率和幅值都变化的谐波以及 变化的无功功率进行迅速的动态跟踪补偿。 ②.滤波器特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗 发生谐振的危险。 ③.补偿无功功率时不需储能元件，补偿谐波时所需储能 元件容量不大。 ④.可同时对谐波和无功进行补偿，且补偿无功的大小可 做到连续调节，既可对一个谐波单独补偿，也可以对多个 无功和谐波源集中补偿，性价比合理。
• XDAPF通过外部CT测量负载电流或电网电流送到信号板进行处理，控 制板完成负荷谐波电流的计算和谐波电流补偿的闭环控制，并产生 PWM驱动信号到驱动板，驱动板驱动逆变器的IGBT从而将所需的补偿 电流输出到电网，完成谐波滤除的功能。
2 有源电力滤波器APF
谐波抑制和治理的解决 方法
1.无源滤波器 传统的抑制高次谐波的方法，是使用LC无源电力滤波器，一般是根据 谐振原理来工作。它具有结构简单、一次性投入低、运行费用低，它 在很宽的频率范围内呈现为低阻抗，可以抑制多个频率的谐波。在吸 收高次谐波的同时补偿无功功率，还具有改善负载功率因数的功能。 但由于结构原理上的原因，在应用中存在以下难以克服的缺点。 ①．由于调谐偏移和残余电阻的存在，调谐滤波器的阻抗等于零的理 想条件是不可能出现的，阻抗的变化大大妨碍了滤波效果，并且还存 在滤波器过负荷的可能性。 ②.只能抑制按设计要求规定的谐波成分。有时由于高次谐波的成分较 多，必须同时加入多个滤波器。这会使整个滤波器的成本和体积增加。 ③.随着电源侧谐波发生源的增加，谐波电流超量时，可能会引起滤波 器的过负荷。 ④.LC滤波器电路会因系统阻抗参数变化而发生与系统并联谐振问题， 从而使装置无法运行。 ⑤.对于特殊的谐波，当系统阻抗和频率变化时，有可能因与电源阻抗 并联谐振而产生“谐波放大现象”，使电路无法正常工作。 ⑥.消耗大量的有色金属，体积大，占地面积大。
有源滤波器的工作原理及应用
有源滤波器的工作原理及应用一、概述随着电力电子技术的迅猛发展和成熟，电力系统中的大型功率电子装置日益增多，在提高工业自动化水平和效益的同时，由于是各种使用传统相控整流技术的大容量非线性负荷，在运行过程中所产生的高谐波和低功率因数的运行状态，严重危害着电力系统的安全和电网供电质量。
针对电网谐波的复杂情况而研发的有源滤波器作为一款先进的电能质量治理产品，综合了电力电子技术、数字控制技术、数字信号处理技术等前沿技术，具有较高技术含量。
二、工作原理及容量选择有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波的目的。
1.改造项目可以通过对电网的实测，得出谐波电流。
需要测试的量有：相电流有效值：I0,电流总谐波畸变率：THDi,那么可以根据如下的公式得到谐波电流有效值：上式中，IH表示总谐波电流含量。
2.新设计项目在变压器二次侧进行集中治理时，可以通过如下公式来估算：上式中，S表示变压器容量，K表示负荷率，U表示线电压。
一般情况下，K取0.5～0.7之间；而THDi根据不同行业的负载情况取不同的经验值三、有源滤波器的发展趋势有源滤波器是改善供电质量，净化电网污染的一种有效装置，自从七十年代提出以来，有源滤波技术得到了长足的发展，越来越多的有源滤波器投入了运行，无论从现实功能还是运行功率上都有明显进步。
目前，有源滤波器已经运用在提高电能质量，解决三相电力系统中终端电压调节，电压波动抑制，电压平衡改善以及谐波消除和无功补偿等问题上。
从近年来的研究和应用可以看出，有源滤波器的发展前景如下：（1）随着新型能源的发展，有源滤波器的运用范围得到极大扩展。
特别是新型能源发电后并入电网时，有源滤波器可减少其对电网产生危害。
（2）从成本和效率，以及扩大容量来说，模块化的有源滤波器系统将得到更加广泛得运用。
有源电力滤波器使用说明书
有源电力滤波器原理_APF_
上海容之自动化系统有限公司
简介 其他信息 APF 原理 APF 的应用行业? 谐波危害 谐波抑制的方法?
简介
APF（Active Power Filter）指的就是有源电力滤波器，是一种用于动 态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化 的谐波以及变化的无功进行补偿，之所以称为有源，顾名思义该装置需要 提供电源，其应用可克服 LC 滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺 点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又 补无功；
（4）对通信、电子或自动控制设备产生严重干扰。 （5）谐波电流使断路器遮断能力降低，导致断路器、接触器等不能安 全稳定工作。 （6）导致保护装置误动或拒动，导致区域性停电事故。 （7）使电力系统中各种测量仪表误差增加，甚至无法工作。 （8）干扰或影响各类低压电器的正常使用。 谐波抑制的方法? n 无源 LC 滤波装置
APF 相当于给谐波电流提供了接近于 0 的极低阻抗通道，以免谐波电 流注入系统。
其他信息
三相电路瞬时无功功率理论是 APF 发展的主要基础理论；APF 有并联 型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串 联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波
上海容之自动化系统有限公司
器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振， 但是价位相对高！
为适应谐波变化的情况，也常用可控硅对滤波器组进行动功补偿两个目标。
APF 滤波原理图
APF 也是并联接入系统，通过实时检测负载电流波形，得到需要补偿 的谐波电流成分，并将其反向，通过控制 IGBT 的触发，将反向电流注入供 电系统，实现滤除（抵消）谐波功能。另外，还可提供超前或滞后的无功 电流，用于改善电网功率因数、实现动态无功补偿。
有源电力滤波器拓扑结构及控制策略
有源电力滤波器拓扑结构及控制策略概述摘要按照不同的分类方式，对有源滤波器的拓扑结构进行了系统的分类，并指出其各自的优缺点；同时，对有源滤波器的构成和控制策略进行了分析和介绍。
此外，还对有源滤波器的设计步骤和参数选型给出了相应的阐述。
关键字有源滤波器；拓扑结构；控制策略；设计步骤1 主电路拓扑结构分类：从不同的观点出发，有源电力滤波器具有不同的分类标准。
根据接入电网的方式分类：根据接入电网的方式，有源电力滤波器可以分为串联型、并联型和串-并联型三大类。
串联型有源滤波器：串联型有源滤波器经耦合变压器串接入电力系统，如图1所示，其可等效为一个受控电压源，主要是消除电压型谐波以及系统侧电压谐波与电压波动对敏感负载的影响。
串联型有源电力滤波器应用在直流系统中时，耦合变压器的系统接入侧很容易出现直流磁饱和问题，所以只在交流系统中采用。
与并联型有源电力滤波器相比，由于串联型有源电力滤波器中流过的是正常负荷电流，因此损耗较大；此外，串联型有源电力滤波器的投切、故障后的退出及各种保护也较并联型有源电力滤波器复杂。
目前单独使用串联有源电力滤波器的例子较少，研究多集中在其与LC无源滤波器所构成的串联混合型有源电力滤波器上。
1.1.2 并联型有源电力滤波器并联型有源电力滤波器与系统并联等效为一个受控电流源，如图2所示。
有源滤波器向系统注入与谐波电流大小相等方向相反的电流，从而达到滤波的目的。
并联型有源电力滤波器主要适用于电流源型感性负载的谐波补偿，技术上已相当成熟，工业上已投入使用的有源电力滤波器多采用此方案。
与串联型有源电力滤波器相比并联型有源电力滤波器通过耦合变压器并入系统，不会对系统运行造成影响，具有投切方便灵活以及各种保护简单的优点。
但是当单独使用并联型有源电力滤波器来滤除谐波时，有源电力滤波器容量要求很大，这样会带来一系列的问题，如工程造价高、电磁干扰、结构复杂以及高的功率损耗等。
1.1.3 串-并联型有源电力滤波器串-并联型有源电力滤波器如图3所示，相关文献称之为统一电能质量调节器（UPQC）。
有源电力滤波器 无功补偿 无源电力滤波器
有源电力滤波器无功补偿无源电力滤波器北京华腾开元电气有限公司属于北京市高新技术企业，坐落于清华科技园区。
公司以清华大学电力系统国家重点实验室为技术依托单位，专业从事电力系统及其自动化领域理论研究、新技术转化、新产品开发及推广。
公司现有员工100余人，其中技术人员60余人，拥有博士、硕士40余名，85%来自清华大学。
公司注重知识创新，目前拥有9项产品专利，3项软件著作权，其中多项产品分别荣获省部级科学进步一等奖一项、二等奖三项、三等奖三项。
公司主要产品：HTAPF-I型有源电力滤波器有源电力滤波器产品概述随着电力电子技术的发展，各种整流器等电力电子装置在工业、交通运输和家用电器中的应用日益广泛，这些非线性负荷带来的谐波问题也日益严重。
谐波使电网损耗增加，占用系统容量，降低电网效率，导致继电保护设备拒动或者误动，干扰工业生产设备的正常运行，严重时导致大面积停电。
谐波电流在有无功补偿电容器等容性设备的电网中流动时，可能由于系统谐振而放大数十倍或者更多，导致电网设备过电压损坏等严重问题。
有源电力滤波器是解决电力系统谐波问题的新型方案，是谐波治理领域的最新成果。
北京华腾开元电气有限公司自成立以来一直跟踪技术前沿，致力于电能质量治理和电力节能设备的研制，开发出CleanPowerTM系列电能质量治理产品，其中HTAPF-I型有源电力滤波器响应速度快，具备连续补偿和动态跟踪补偿能力，谐波滤除率高，与无源滤波器相比不会与电网发生谐振而且还能有效抑制电网本身的谐振，同时根据设定可兼顾无功补偿和三相平衡，是国内有源滤波领域最先进的产品之一。
HTAPF-I型有源电力滤波器可广泛应用于工业、商业和机关团体的配电网中，如：电力系统、电解电镀企业、水处理设备、石化企业、大型商场及办公大楼、精密电子企业、机场/港口的供电系统、医疗机构等。
根据应用对象不同，HTAPF-I型有源电力滤波器的应用将起到保障供电可靠性、降低干扰、提高产品质量、增长设备寿命减少设备损坏等作用。
为什么要使用有源电力滤波器
为什么要使用有源电力滤波器安科瑞王志彬2019.03由于电子电力装置的使用产生许多的电力谐波，有源电力滤波器在现在社会中的使用是极其广泛的，因为谐波的如果不加以处理的话，后果是严重也是多方面的，会引发火灾、影响电气设备运行、电网谐振及工控系统的崩溃等，接下来就详细的介绍一下谐波带来的危害。
1.使电力元件附加损耗增大，易引发火灾。
谐波会使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电和用电设备的效率。
大量三次谐波在流过中线的时候会使线路过热，甚至引起火灾。
2.影响电气设备运行。
谐波会严重影响电气设备的正常工作，使得电机产生机械振动与噪声等;使得变压器的局部严重过热;使电容器和电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，如果不及时处理的话，最终会导致损坏。
3.引起电网谐振。
这种谐振可以使谐波电流放大几倍甚至是数十倍，会对系统，特别是对电容器及与之串联的电抗器形成很大的威胁，经常使电容器与电抗器烧毁。
4.使继电保护误动作，电气测量误差过大。
谐波会导致继电保护，特别是微机综合保护器与自动装置误动作，造成不必要的供电中断和生产损失。
谐波还会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给用电管理部门或电力用户带来经济损失。
5.使工控系统崩溃。
临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰，轻则产生噪声、降低通信质量、计算机无法正常工作，重则导致信息丢失，使工控系统崩溃。
谐波的危害对于我们的影响是非常严重的，随意我们就选择了有源电力滤波器，它以独特的功能，为我们消除了谐波的危害。
希望以上的介绍可以为您带来帮助。
安科瑞ANAPF有源电力滤波器1、概述1.1谐波的产生电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波，但是非线性电力设备（大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等）的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流，谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。
对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量为基波，频率是基波频率整数倍的分量为谐波。
电力滤波器简介
电力滤波技术简介随着大量电力电子装置在电网的投入运行，谐波已被公认为电力系统的“污染”和“公害”，谐波问题以及谐波的治理问题随着电力系统的发展愈来愈引起广泛的关注。
目前谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源滤波技术两种。
一、有源滤波器与无源滤波器有源电力滤波器（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，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功；三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论；APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。
有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，但是价位相对高！目前有源滤波器能滤到50次谐波; 无源滤波器只能针对3，5，7，9等几次谐波。
无源滤波装置是目前应用最为广泛的谐波抑制手段，它是按照希望抑制的谐波次数专门量身制造的，采用电感、电容的调谐原理，将谐波陷落在滤波器中，以减少对电网的注入。
无源滤波装置结构简单，成本较低，技术已比较成熟，但是也存在着难以克服的缺陷：1、滤波特性受系统参数的影响较大，极易与系统或者其它滤波支路发生串并联谐振。
2、只能消除特定的几次谐波，而对其他的某次谐波则会产生放大作用3、滤波、无功补偿、调压等要求之间有时难以协调4、谐波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载，甚至损坏设备。
5、有效材料消耗多，体积大有源滤波技术作为一种新型的谐波治理技术，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，有着无可比拟的优势，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。
关于有源电力滤波器的综述分析
( Ｆｕｊｉａｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎꎬＦｕｚｈｏｕ ３５０１１６ꎬＣｈｉｎａ)
与电力系统之间引起并联或串联谐振ꎬ引起谐波放
成污染和公害ꎮ 它不仅会威胁电力系统自身和经济
(２) 谐波使旋转电机、变压器等设备产生额外
设备是非线性的ꎬ谐波污染不可避免ꎬ对电力系统造
大ꎬ严重时可能烧毁电容器以及电抗器ꎮ
的安全稳定运行ꎬ而且会给周围的电力环境带来很
的谐波损耗和压降ꎬ造成电能质量下降ꎬ降低发电和
滤波器( Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｗｅｒ ＦｉｌｔｅｒꎬＡＰＦ) 的发展ꎮ ＡＰＦ 作为综合性电能质量调节器ꎬ是一种具备动态谐波抑制和无
功补偿功能的新型电力电子装置ꎬ其性能优劣与所采用的拓扑结构、电流追踪控制方法等密切相关ꎮ 为了推
广在高压大容量下 ＡＰＦ 的控制技术ꎬ拓宽其应用范围ꎬ分类整理了 ＡＰＦ 拓扑结构ꎬ归纳总结了 ＡＰＦ 的电流
类型ꎮ 图 １ 为从储能元件、ＰＷＭ 个数、应用场合电
源相数、接入方式、电压等级五个角度对 ＡＰＦ 拓扑
进行了分类ꎮ
图 ２ 双重化 ＡＰＦ 拓扑结构
２. ３ 根据应用场合电源相数分类
在实际应用 ＡＰＦ 场合中ꎬ根据电源相数的不同
可将拓扑分为单相 ＡＰＦ 和三相 ＡＰＦꎬ其中分为三相
三线制和三相四线制属于三相 ＡＰＦꎮ
２. ５ 根据电压等级分类
２. ５. １ 低压场合
传统 ＡＰＦ 开关器件少、控制方法简单且易于实
现ꎬ但是受功率器件限制ꎬ输出电流纹波较大ꎬ在中
APF介绍
• 补偿后的电流状况
三、A-APF系列有源电力滤波器的行业应用 APF系列有源电力滤波器的行业应用 A-APF在城市轨道交通的应用 APF在城市轨道交通的应用
城市轨道交通行业配电系统谐波的特点 城市轨道交通的供电系统中牵引整流逆 变装置，站用变压器下的通风机、空调、自 通风机、 通风机 空调、 动扶梯、 电梯、水泵、照明、通信系统、 动扶梯、 电梯、水泵、照明、通信系统、信 号系统等会产生大量动态谐波电流。 号系统 城市轨道交通行业配电系统谐波治理的价 值 避免系统谐振、提高功率因数、 避免系统谐振、提高功率因数、降低电 气故障（火灾、断电）、提高供电安全、 ）、提高供电安全 气故障（火灾、断电）、提高供电安全、提 升变压器使用效率、节能降耗、 升变压器使用效率、节能降耗、延长设备寿 提高信号控制系统稳定性。 命、提高信号控制系统稳定性。
二、谐波危害-谐波源 谐波危害大约20%的谐波来自于供电网的其他部分 的谐波来自于供电网的其他部分 大约
电网切换… 电网切换 外部变频器等大用电器
二、谐波危害-谐波源 谐波危害变频调速器 直流调速系统 整流设备 中高频感应加热设备 晶闸管温控加热设备 焊接设备 电弧炉 电力机车 不间断电源 计算机 充电器 音像设备 变频空调 晶闸管调光设备 电子节能灯等
动态响应及时性：响应时间＜100μs，完全响应时间＜7ms 便捷及时的远程监控功能：集中监控、GSM远程控制 功率损耗小：满载时≤小于模块总容量的3% 低噪声设计：≤55dB（行业标准65dB） 谐波滤除率＞95% 功率因数＞0.98 灵活的补偿方式：选定的各次谐波补偿可进行幅值设定
四、谐波治理之产品
医 院
• 某省人民医院，近年来增加了许多新型医疗设备，主要有CT机、X光机、核 磁共振、血透机、肠胃投影曝光仪，在运行过程中对系统造成很大冲击、恶 化了医院配电系统电能质量。电力电容器寿命缩短、更换加快；医院信息管 理系统部分计算机工作异常、经常断线。经现场检测发现，低压母线的电压 畸变率THDu4%、电流畸变率THDi20%，短时THDi达45%以上。
APF产品选型指南文章
有源电力滤波器选型指南晏祥彪孟庆振刘淮涛摘要：本文主要介绍了南京亚派科技实业有限公司有源电力滤波器（APF）的特点、设计院上图以及不同行业APF的选型方法等内容。
关键词：有源电力滤波器选型上图符号注释：文中所有英文“APF”均指“有源电力滤波器”引言近年来，随着电力电子技术的广泛应用，电能得到了更加充分的利用。
由于电力电子装置自身所具有的非线性特点，会诱发电网的电压和电流发生畸变，且这些高度非线性设备数量和额定容量的日益增大，导致了电力系统谐波污染问题日益严重。
可见，谐波污染不仅严重影响了电能质量，而且对电力系统的安全及经济运行造成极大的威胁；另一方面，由于供电方及其电力系统设备、用户方及其用电设备对电能质量的要求越来越高，这一矛盾使得人们对谐波污染问题越来越重视。
有源电力滤波器，作为一种新型的谐波治理装置，凸显出了无源滤波装置无可比拟的优势。
它是应用可关断电力电子器件，产生与负荷电流中谐波分量大小相等、相位相反的电流来抵消系统谐波的滤波装置，既实现了动态跟踪补偿，又可以补偿谐波和无功。
有源电力滤波器可广泛应用于工业、商业和机关团体的配电网中，如：电力系统、电解电镀企业、水处理设备、石化企业、大型商场及办公大楼、精密电子企业、机场港口的供电系统、医疗机构等。
有源电力滤波器的广泛应用，将会有力地保障供电可靠性、降低干扰、提高产品质量、增长设备寿命以及减少设备损坏等。
随着有源电力滤波器的逐渐广泛使用，针对不同行业，能够快速进行上图、选型等就显得尤为重要。
为了方便广大设计人员和用户的选型，本文特别针对有源电力滤波器的选型及上图方法等进行了着重介绍。
1、有源电力滤波器介绍1.1 有源电力滤波器的工作原理A-APF有源电力滤波器对负载电流iL 进行实时检测，由谐波提取算法将iL中的谐波电流成份iLh 分离出来后，进行取反，并控制电力电子器件动作产生谐波补偿电流iC，从而保证公用电网流入的电流为纯正波形。
如图1所示：图1 APF原理图1.2 有源电力滤波器的主要技术特点●动态响应及时性（迅速）瞬时响应时间＜100μs，完全响应时间＜7ms。
谐波治理首选：有源电力滤波器
谐波治理首选：有源电力滤波器安科瑞王志彬2019.03有源电力滤波器是在无源滤波器的基础上发展来的治理谐波的设备。
其工作原理是实时检测电网中负载电流，以特别快的速度分离出谐波电流分量，并依据谐波电流的大小发出控制指令，实时产生大小相等与方向相反的补偿电流注入到电网中，实时瞬时抵消滤除谐波电流与无功补偿。
因其设备电力电子组成是比较复杂的，耐压和使用寿命也较长，所以其格也较昂贵。
有源电力滤波器是面向二十一世纪，是破传统的电容、电抗无功补偿理论的一种高新的技术产品。
她集电力电子技术、计算机技术与现代控制技术于一体，采用当前最先进的控制算法消除电网谐波，实时检测电网中由非线性负载产生的电流波形，动态生成反向谐波电流，用以补偿负载谐波电流。
具有响应速度快、滤波范围广、滤波效率高、不受传统参数影响以及体积小等优点。
并完全遵循国家对于治理谐波的标准。
有源电力滤波器其治理谐波的精确度是特别高的，几乎可以达到95%以上，而且谐波治理的范围比较广阔，能够有效治理2-60次谐波。
有源谐波能改善用电系统中的用电不平衡状况，自动消除谐振，保障设备及系统安全运行。
她具有完善的智能操作系统，采用最新型7寸全彩触摸屏的智能操作单元，界面友好，操作简单方便;显示界面可实时显示电压、电流、负载谐波和设备输出谐波等波形、幅值及频谱等各类参数;实时故障记录和事件记录。
此外，有源电力滤波器具有很好地可扩充性，在现有的基础上可以根据市场的需求进行一定的扩展，比如说增加一些监控保证工作人员及时监控其工作。
还能够过远程控制来进行远距离操作，大大提高了谐波治理的工作效率。
安科瑞ANAPF有源电力滤波器1、概述1.1谐波的产生电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波，但是非线性电力设备（大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等）的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流，谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。
对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量为基波，频率是基波频率整数倍的分量为谐波。
三相四线制有源电力滤波器软硬件系统
三相四线制有源电力滤波器软硬件系统的设计教程来源：赛尔电气应用作者：杨林孙国凯点击：563次时间：2018-5-11 11:27:31 随着国民经济的迅速发展，电力系统中非线性、冲击性和单相负载都大量增加，由此产生的谐波、无功功率和三相不平衡等问题给电力系统和用户造成了严重的影响。
目前，用电单位也对电能质量和供电可靠性提出了更高要求，改善电能质量已成为社会发展的必然要求。
因此，在电力系统运行中，研究怎样进行谐波污染抑制和无功功率补偿，来改善电能质量、提高功率因数和减少电能损耗已成为电力系统中的一个重要研究课题。
本文正是针对大量存在的三相四线制系统而进行设计的高性能动态补偿装置，并联型三相四线制有源电力滤波器(APF>，它能对大小和频率都变化的谐波和无功进行快速补偿，能有效克服无源补偿装置的不足，是一种很有前途的补偿装置。
本文首先介绍了并联型APF的系统结构和工作原理，然后讨论了基于DSP+CPLD的全数字化控制系统的实现方案，并对该控制系统的硬件电路和软件系统设计进行了研究，最后给出了实验波形，验证了控制策略的有效性。
1 并联有源滤波器的系统结构及工作原理有源电力滤波器主要由主电路，信号检测电路，DSP+CPLD控制系统，驱动电路和键盘显示部分等组成。
三相四线制有源电力滤波器有两种不同的主电路结构及其控制方法[1]，即3桥臂PWM变流器和4桥臂PWM变流器，从经济成本角度考虑，本文采用3桥臂PWM变流器方案。
本文设计的并联型APF的系统结构图如图1所示，主电路采用三相电压源型逆变器结构，逆变器输出端经滤波电感与电网相接。
负载为污染源,产生谐波、无功及三相不平衡电流等有害分量。
控制系统包括检测环节，指令电流运算环节、补偿电流跟踪控制环节、直流侧电压控制环节和驱动保护环节等。
有源滤波器的基本工作原理是：首先互感器(TV 、TA>检测补偿对象的电压和电流信号，然后经过转换处理后送给控制系统计算出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大，输出补偿电流，从而使补偿电流与被补偿对象的谐波、无功、负序等有害电流分量相互抵消，最终得到期望的正弦电源电流。
APF有源电力滤波器的应用场合领域有哪些
2.2 产品特点 ● DSP+FPGA 全数字控制方式，具有极快的响应时间，先进的主电路拓扑和控制算法，精度更高、 运行更稳定； ● 一机多能，既可补谐波，又可兼补无功，可对 2～31 次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补 偿； ● 具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能； ● 模块化设计，体积小，安装便利，方便扩容； ● 采用 7 英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制，使用方便，易于操作和维护； ● 输出端加装滤波装置，降低高频纹波对电力系统的影响； ● 多机并联，达到较高的电流输出等级； ● 拥有自主专利技术。 2.3 主要技术参数
2、产品介绍 2.1 工作原理
ANAPF 系列有源电力滤波器并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进 行快速实时的跟踪和补偿。其原理为：ANAPF 系列有源电力滤波器通过 CT 采集系统谐波电流，经 控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与谐波电流 幅值相等方向相反的补偿电流，并注入电力系统中，从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。
3.1.2 根据变压器容量和行业类型选型
3.1.3 根据快速选型表查表选型 查表步骤： 步骤 1：确定变压器容量和变压器负载率（一般在 0.6~0.8）； 步骤 2：根据变压器负载率确定表 2、表 3 或表 4； 步骤 3：确定电流总谐波畸变率（THDi）（表 1 中 THDi 值为参考值，仅在估算谐波电流时使用）； 步骤 4：根据变压器容量及 THDi 参考值确定相应的谐波电流值； 步骤 5：考虑到一定的裕量，选择相应容量的 ANAPF 有源电力滤波器。
石化行业 由于生产的需要，石化行业中存在着大量泵类负载，并且不少泵类负载都配有变频器。变频器的大量 应用使石化行业配电系统中的谐波含量大大增加。目前绝大部分变频器整流环节都是应用 6 脉冲将交 流转化为直流，因此产生的谐波以 5 次、7 次、11 次为主。其主要危害表现为对电力设备的危害及 在计量方面的偏差。使用有源电力滤波器可以很好地解决这方面的问题。
有源滤波器APF
有源电力滤波器( APF )引言谐波电流和谐波电压的出现，对于电力系统运行是一种“污染”，它们降低了系统电压正弦波形的质量，不但严重地影响电力系统自身，而且还危及用户和周围的通信系统。
近半个世纪以来，随着电力电子设备的推广应用，非线性负荷的迅速增加(例如电气机车、工业电炉等的应用)，特别是高压直流输电的运用，谐波污染问题日趋严重，并因此受到人们普遍的关注和重视。
减小谐波影响的技术措施可以从两方面入手：一是从谐波源出发，减少谐波的产生；二是安装滤波装置。
常见的滤波器包括无源滤波器、有源滤波器以及混合滤波器。
无源滤波器(PF:Passive Filter)也称为LC滤波器，是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置。
无源滤波器的工业应用已经有相当长的历史，其设计方法稳定可靠、结构简单，但其滤波效果依赖于系统阻抗特性，并容易受温度漂移、网络上谐波污染程度、滤波电容老化及非线性负荷的影响。
此外，无源滤波器仅能对特定的谐波进行有效地衰减，而出于经济和占地面积方面的考虑，滤波器个数均是有限的，所以对谐波含量丰富的场合，无源滤波器的滤波效果往往不够理想。
与无源滤波器对应的是有源滤波器( APF:Active Power Filter )。
有源电力滤波器采用开关变换器消除谐波电流，克服了无源滤波器的缺点。
有源电力滤波器有着无源滤波器无可比拟的技术优势，因此越来越受到人们的关注。
1.有源滤波器的发展历史有源滤波器的思想最早出现于1969年B.M.Bird和J.F.Marsh的论文中。
文中描述了通过向交流电源注入三次谐波电流以减少电源中的谐波，改善电源电流波形的新方法。
文中所述的方法认为是有源滤波器思想的诞生。
1971 年日本的H.Sasaki 和T.Machida 完整描述了有源电力滤波器的基本原理。
1976 年美国西屋电气公司的L.Gyugyi 和E.C.Strycula 提出了采用脉冲宽度调制控制的有源电力滤波器，确定了主电路的基本拓扑结构和控制方法，从原理上阐明了有源电力滤波器是一理想的谐波电流发生器，并讨论了实现方法和相应的控制原理，奠定了有源电力滤波器的基础。
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。
ADL-APF有源电力滤波器安装使用说明书
ADL-APF有源电力滤波器安装使用说明书上海安德利电力科技股份有限公司目录一、技术与参数1、基本原理 (2)2、性能参数 (2)3、外形尺寸 (3)4、型号介绍 (5)二、接收与清单1、接收事项 (5)2、设备清单 (5)三、安装与接线1、安装环境 (6)2、工具辅材 (6)3、搬运摆放 (7)4、接线方式 (7)四、调试与运行1、上电开机 (10)2、人机交互 (11)3、关机断电 (14)五、维护与售后1、维护细则 (15)2、售后服务 (15)3、免责声明 (16)一、技术与参数1、基本原理有源电力滤波器并联在电网中，通过外部CT实时检测负载电流，并通过DSP计算，提取负载的谐波分量，采用PWM变流技术，控制IGBT，使内部的变流装置逆变出一个和负载谐波电流大小相等、方向相反的电流注入到电网中，从而实现滤除谐波的功能。
图1 ADL-APF基本原理2、性能参数表1 ADL-APF技术参数3、外形尺寸图2 150A 、100A 抽屉模块尺寸图3 150A 、100A 壁挂模块尺寸图4 75A 抽屉模块尺寸图5 75A壁挂模块尺寸图6 50A、30A抽屉模块尺寸图7 50A、30A壁挂模块尺寸4、型号介绍0.38kVC：抽屉式B：壁挂式G：柜体式补偿电流（A）：30/50/75/100/150/200/300等产品代号：有源电力滤波器产品品牌：二、接收与清单1、接收事项ADL-APF在出厂前已经经过全面测试和检查，并根据安全运输的要求进行运输准备，经销商将包装完好的有源电力滤波器交付给运输商。
但是在运输过程中，包装和其部件可能会被损坏。
所以，在安装之前检查有源电力滤波器外包装完整性是很重要的，因此收到该设备后，请进行如下检查：（1）检查运输的包装箱有无损坏，如果有任何包装异常的情况，请勿拆开，并尽快联系您的经销商；（2）如果包装箱没有明显损坏，拆卸包装箱时，应尽量小心，如果使用美工刀、剪刀等工具来拆除包装箱时，注意不要损坏设备；（3）检查设备有无外部损坏，如钣金壳体有擦伤、凹陷等。
AccuSine 4LS有源滤波器
AccuSine 工作原理图
AccuSine工作原理
AccuSine功能原理
滤波原理
AccuSine通过外部互感器CTe实时采集电流信号，通过内部检测电路分离出其中的谐 波部分，通过IGBT逆变出与系统中的谐波大小相等相位相反的补偿电流，实现滤除谐 波的功能。
AccuSine的输出补偿电流是根据系统的谐波量动态变化的，因此不会出现过补偿的 问题。另外，AccuSine有内部过载保护功能，当系统的谐波量大于滤波器容量时， AccuSine可以自动限制在100%额定容量输出，不会发生滤波器过载。
3
机架式 壁挂式
AccuSine 4LS有源电力滤波器 概述
AccuSine 4LS主要特性
p 全新三相四线有源电力滤波器 p 能够滤除2~51次谐波 p 能够有效改善功率因数 p 采用闭/开循环控制 p 不受三相不平衡影响 p 采用DSP数字控制技术 p 模块化设计，方便柜内安装 p 机架式与壁挂式两种安装方式 p 通过模块并联，提供多种容量需求 p 并联冗余设置，不同容量可并联运行 p 优化的LCD操作面板，方便实时监控 p 通讯软件和以太网卡，提供强大的通讯功能 p 简体中文操作界面，多国语言可选
External
Parallel
X2 X1 X2 X1 X2 X1
CTA CTB CTC
EPO
ࢫ
765.5 712.0
53.5
479.0 440.0
ฉ
27.0
712.0
86.0 86.0 76.2
ᆸ 464.0
ESC
മ
OB 6.5x10mm
9
机架式功率模块外形尺寸图
AccuSine 4LS有源电力滤波器 外形尺寸图
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
光阴无言流淌，岁月无声的叩问着百味世事，彼此相视一笑，你在，我在，阳光还是那么明媚，日子还是那么温馨，你若安好，岁月无恙。
红尘陌上，择一方心灵的净土，种下文字的馨香，于文字中寻一份感悟，让心安暖；于岁月中守一份懂得，感恩生命。
朝霞暮露，四季更迭，花开花谢皆如画，月圆月缺皆如诗。
当时光辗转着记忆的年轮，当清风摇曳起祝福的风铃，我在风中优雅的翩跹，回味携手的光阴，淡淡的犹如一朵茉莉花，洁白淡雅，清香宜人。
在素色光阴里，有古韵婉转的琴音入耳，有清幽淡然的花香入鼻，有真情实意的友情入心，有相处不厌的爱入魂，温柔地牵起时光的手，用善待一朵花开的温婉，来守望一生的幸福。
人生会在知足中嫣然一笑，花香依旧。
凉风习习，花影阑珊，瓜果飘香，时光是多么轻盈、温柔和生动。
永远是多长，爱意有多浓，一切无足轻重，只想把此刻定格成温暖的笑靥。
回味，感恩，彼此执手的岁月，是多么知足和无悔。