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石化、建筑行业有源滤波器的作用

有源滤波器应用在全部用电的行业中都能用到，其中石化和建筑行业是我们所熟悉并且息息相关的

先看下石化和建筑行业配电系统中的谐波特点：

石化行业配电系统谐波的特点：

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得石化行业配电系统中的谐波含量**增加。目前绝大部分变频器的整流环节都是应用6脉冲整流将交流电转化为直流电，因此所产生的谐波以奇数次谐波为主。

随着楼宇智能化的不断升级，数量众多的小容量非线性负载，如计算机、荧光灯、不间断电源、电梯扶梯以及变频空调等被广泛应用于楼宇的各个角落，产生了大量的3次、5次、7次等谐波，其中3次谐波含量**。

谐波在石化行业中的危害：

谐波在石化系统中的危害主要表现在对电力设备的危害以及在计量方面的偏差。研究表明，谐波电流会使变压器而产生附加损耗，从而引起过热，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏。谐波的存在会使视在功率增加。不考虑谐波的情况下，视在功率S和有功功率P以及无功功率Q的关系为 ;在有谐波的情况下，必须考虑谐波功率D，其关系为;而D和Q一样，都无法转化为有用功。

由此可见，谐波对变压器的使用效率产生重大的影响。同时，谐波对电力系统中的电容器、断路器、继电保护设备都有直接的影响。

对于很多测量仪表，并不能测量出真实的均方根值而是测量出平均值，

然后假想波形为正弦波，乘以一个校正系数而得到读数。在谐波严重时，这样的读数会有较大的偏差，从而造成计量偏差。

谐波治理对石化、建筑行业的意义：

大量3次谐波使得中线上电流过大，甚至有可能超过相线电流，高次谐波的存在也会引起肌肤效应，引起导线过载发热、绝缘损坏、进而发生短路、引起火灾;而且大量敏感设备如计算机在谐波环境中的运行质量也将大打折扣，花屏或死机现象时有发生。

通过谐波治理，消除楼宇电网谐波，降低中线电流，为各种敏感设备的可靠运行提供保障。

有源滤波器的优势和市场需求

电力电子装置和非线性负载的普遍使用，使大量谐波电流注入电网，导致电网谐波污染：严重威胁电网和用电设备的安全运行及正常使用。因此，对电力谐波进行有效治理设备的需求日益增加。

无源电力滤波器(PPF)来解决电力谐波问题存在许多缺点。如PPF针对特定频率的谐波，只能滤除特定次数谐波;PPF存在着与电网发生谐振的可能性，并且对电网阻抗和频率变化十分敏感;PPF体积大、损耗多等。而利用有源电力滤波器进行谐波治理是今后的一个发展趋势。

有源电力滤波器(APF)是一种用于动态**谐波、补偿无功的新型电力电子装置，能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，正好填补PPF的缺点，获得比PPF更好的补偿特性，是一种理想的电力谐波治理装置。现如今，国际上已开始在工业和民用设备上使用APF，并且单机装置的容量逐步提高，其应用领域从补偿用户自身的谐波向改善整个电力系统供电质量的方向发展。

与传统的PPF相比，APF具有明显的性能优势，下表为APF与PPF的主要技术性能对比。APF技术是电力谐波治理技术的重要发展方向，安装APF可以有效滤除系统中的电力谐波，消除由于谐波导致的各种问题。安装、使用APF的意义主要包括以下几个方面：

(1)消除各次电压、电流谐波对电网的污染和干扰，满足标准的要求。

(2)改善电压质量，提高设备运行安全性和可靠性，降低设备温升和损耗。

(3)提高系统功率因数，提高线路和电力设备利用率。

(4)防止系统共振，提高系统运行稳定性，预防设备故障，保障系统安全。

(5)降低电力损耗、提高设备效率，节约电能。

有源滤波器技术需要在哪些方面进一步发展？

补偿电力系统的谐波，改善供电质量成为电力系统迫切需要解决的问题。由于无源滤波器体积大，重量大，滤波效果与负载有关，且只能针对某些高次谐波进行补偿，功能单一，因此80年代后随着电力电子技术的飞速发展而出现了有源滤波器。尽管有源滤波器的发展前景好，但仍存在着几个有待解决的问题，下文中分条阐述。

1.器件容量的增大和开关频率的提高

为实现电流的快速控制，提高补偿效果，开关频率是关键，要求有源滤波器器件以高频率工作。此外，应用多重化技术也能提高有源滤波器器件的等效开关频率。从经济的角度考虑，应使用高容量、大功率的有源滤波器器件，但这与使用高频率产生矛盾，因为大容量受到频率的限制。如何从两者中找到一个折衷，获得较佳效果，是一个值得研究的问题。

2.降低装置的价格并使其多功能化

有源滤波器能消除高次谐波，还能提高电力系统稳定性，抑制闪变和补偿无功等功能，一机多用显然较为经济，也符合当今电力系统发展的需要。然而有源滤波器造价较高，因此，如何提高源滤波器装置的性能价格比，这是电力电子器件制造技术面临的课题。

3.降低损耗，提高系统可靠性

再者，有源滤波器技术还应该在降低损耗，提高系统可靠性这方面进一步发展。采用合理的开关频率，选择适当的吸收回路，以提高装置的使用效率，这是有源滤波器技术目前研发的重点。同时，采用过流、过压保护技术，故障诊断技术以使系统可靠工作，这是研发的有源滤波器厂家一直需要专研的问题。

由上文叙述概括而言，有源滤波器需要在器件容量的增大和开关频率的提高、降低装置的价格并使其多功能化，以及降低损耗，提高系统可靠性方面进一步提高和发展。相信我国电力有源滤波器器件的制造水平终有一天会媲美欧盟发达国家。