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HTAPF-III型注入式有源电力滤波器

HTAPF-III型注入式有源电力滤波器

领域背景

电能质量治理（无功补偿、谐波治理）的最佳方案是就地治理，因此通常在0.4kV进行治理是最优的。然而，有些大型设备是直接应用在10kV或6kV的，比如冶金行业的电弧炉等，要对这些负荷进行电能质量治理，就需要能够直接应用在10kV的设备。

以冶金行业为例，其电能质量治理工作应考虑如下的问题：

1	需要同时补偿无功功率和谐波；
2	负荷的动态特性（尤其是动态谐波）使得采用常规的静态电容电感治理谐波将达不到预期的效果，必须采用动态谐波补偿；
3	谐波治理的目的是防止低电压等级电网的谐波电流注入高电压等级电网，因此应采用基于分流原理的并联型滤波器；
4	治理设备应当能够直接应用于10kV电网，并且补偿容量要足够大。

基于上述考虑，相应的电能质量治理设备应至少具备如下功能和性能指标：

1	适用于中高压配电网，比如6kV和10kV；
2	可同时治理谐波和补偿无功功率；
3	具备良好的动态跟踪补偿性能；
4	安全可靠，不与系统发生谐振；
5	满足冶金行业对该类设备的容量需求；
6	价格(成本)适中，宜于今后推广应用；

根据对现有技术的大量调研和分析论证，我公司决定采用由有源滤波器和无源滤波器构成的混合型电能质量治理方案，充分吸取有源滤波器的性能优势和无源滤波器的价格优势，采取最先进的控制方式，研制HTAPF-III型注入式有源电力滤波器，它是混合型有源电力滤波器的一种形式，目前产品正在研发过程之中。

注入式有源电力滤波器介绍

单独使用的无源滤波器虽然成本低廉、结构简单，但是滤波效果受电网阻抗和自身参数变化影响较大，而且易与电网阻抗发生谐振。单独使用的有源滤波器虽然有很好的滤波性能，但是造价较高，特别是在变电站或冶金企业这样的高压大功率场合，难以应用。因此，小容量有源滤波器与大容量无源滤波器相结合的混合有源滤波器成为当今实际应用的热点和必然选择，也是未来有源滤波技术的发展方向。

基波谐振注入式有源电力滤波器利用电感和电容在基频处的谐振特性，使有源部分（APF）不承受或只承受很小的基波电压，从而减小APF容量、降低APF成本。通常采用的注入电路有两种：串联谐振注入式和并联谐振注入式。其中串联谐振注入式的研究较多，其结构如下图所示。变压器T1也可以省去不用，不过变压器T1具有隔离作用，可提高设备的可靠性。

这种结构形式所用无源器件很多，容易构成多个谐振点，因此对APF的有效合理的控制就显得非常重要。

图1 串联谐振注入式有源电力滤波器