车间里变频器、整流设备一多,电流波形就开始发毛,变压器发热、电容鼓包、仪表跳数,这些都是谐波在作怪。滤波器就是用来收拾这些谐波的,但无源和有源是两条完全不同的路。
无源滤波器由电感电容组成,调谐在特定频率上,给5次、7次谐波提供一条低阻抗通路,把谐波电流从电网里引走。它结构简单、耐造、成本低,缺点是只能针对固定次数,系统阻抗一变还可能跟电网发生并联谐振,把谐波放大而不是滤掉。
有源滤波器APF是另一套思路:实时检测负载电流里的谐波分量,逆变出一路大小相等、方向相反的电流注入电网,把它抵消掉。它能同时补偿多次谐波,还能兼顾无功和三相不平衡,动态响应快,负载变化也能跟得上。
选型最容易犯的错是按变压器容量配APF。正确做法是先测谐波电流,按实际需要补偿的谐波电流有效值来选容量,再留一点余量。容量选大了浪费,选小了补偿不彻底,THD还是降不下来。还要确认要滤的次数范围和响应时间,有些场合对2到50次都有要求。
现场安装有几个细节:CT要装在电网侧,位置错了采样就不对;APF前端要有足够的短路容量,否则补偿效果打折;多台并联要注意主从设置和谐振点;无源滤波柜的电容会老化,容量衰减后调谐点偏移,定期测电容值很有必要。
效果评估别看设备面板上的数字,要用电能质量分析仪在并网点测:补偿前后的THD、功率因数、各次谐波含有率。有时候THD降下来了,某一特定次数反而升高,这种情况要回去查谐振点和控制参数。
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