APF对钢铁行业的应用

高压大容量有源滤波及无功补偿一、引言随着电力电子技术的发展，电力电子装置的容量不断增大，其应用领域不断扩展，使用的数量也在迅速上升，给电网带来越来越严重的电能质量问题。

其中冲击性、波动性负荷，例如电弧炉、大型轧钢机以及电力机车等在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且还会产生电压波动、闪变以及三相不平衡等电能质量问题。

另一方面，随着各种复杂的、精密的和对电能质量敏感的用电设备不断增多，对电能质量的要求也越来越高。

因此改善电能质量对于电网和用电设备的安全以及经济运行具有重要的意义，这也是建设我国坚强智能电网必需重点关注的问题之一。

电网中的谐波不仅危害电网本身而且危害其周边设备。

谐波一方面使电能的生产、传输和利用的效率降低;另一方面使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化、使用寿命降低，甚至发生故障或烧毁。

同时谐波还会使电力系统局部出现并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。

谐波还会引起电力保护装置和自动设备误动作、电能计量出现混乱等，对仪器仪表、通讯设备和电子设备等也会产生不同程度的影响，产生的经济损失和社会影响更是无法估量。

目前许多国家及国际组织都制定了谐波标准，1994年国内也制定了相应的标准，即GB/T14549—93 电能质量公用电网谐波))。

因此进行电网的谐波治理既是电网安全和经济运行的客观需要，也是国家标准的规范要求。

对于谐波抑制装置，无源电力滤波器(Passive Power Filter，PPF)因其结构简单和成本低，并对特定次谐波有良好的滤波效果，仍在广泛使用。

但是其滤波效果受电网阻抗和自身参数影响较大，易与电网阻抗发生串并联谐振而引起事故，如电容器烧毁、过电压、过电流以及主开关频繁跳闸，影响供电的安全。

有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)以及无源和有源结合使用的混合型有源电力滤波器(HybridActivePowerFilter，HAPF)因其补偿谐波性能优越、受电网阻抗影响小，正越来越获得重视和应用。

有源电力滤波器装置主要应用于什么场合安科瑞王志彬2019.03小编给大家分享下有源电力滤波器装置主要应用场合领域：随着国内外电力电子技术的发展，大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域，如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等，故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。

电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热，使电力电容器组工作不正常，甚至造成热击穿损坏；对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害，严重时会引发设备误动作，造成重大事故；谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械，检测仪表等用电设备也有严重的干扰。

因此，必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。

在低压配电网中这些谐波污染问题显得尤为突出，严重影响到各种类大型厂矿的正常生产，如钢铁、煤矿、化工、纺织等企业，以及IT和大规模微电子集成电路企业，造成产品报废，生产线停产，生产设备的寿命骤减甚至损坏。

目前用户通常采用并联型无源滤波器来抑制谐波，但存在不少缺陷。

现在的趋势是采用电力电子装置进行谐波补偿，即有源电力滤波器（APF）与前者相比apf有源滤波器能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿，而且补偿特性不受电网阻抗的影响。

有源电力滤波器装置必定是消除谐波的主导产品安科瑞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。

谐波是电能质量的重要指标。

1.2谐波的危害●谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。

大量三次谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。

电力系统中电能质量改善的技术在当今高度依赖电力的社会中，电能质量的优劣对于各类用电设备的正常运行、生产效率的提升以及电力系统的稳定都具有至关重要的意义。

电能质量问题涵盖了多个方面，如电压波动、谐波失真、电压暂降、三相不平衡等，这些问题不仅会影响电气设备的性能和寿命，还可能导致生产中断、数据丢失等严重后果。

因此，研究和应用电能质量改善技术成为了电力领域的重要课题。

一、电能质量问题的成因要有效地改善电能质量，首先需要了解其产生的原因。

电能质量问题的来源多种多样，主要包括以下几个方面：1、电力负荷的特性变化随着电力电子技术的广泛应用，非线性负荷如变频器、整流器、电弧炉等在电力系统中的比例不断增加。

这些负荷在工作时会产生非正弦电流，从而导致谐波污染和功率因数降低。

2、供电系统的故障和异常例如短路故障、变压器投切、电容器组投切等，可能引起电压暂降、暂升和电压波动。

3、自然因素雷击、大风等恶劣天气条件可能导致线路故障，进而影响电能质量。

4、电力系统的结构和参数不合理的电网结构、过长的输电线路、变压器容量不足等因素也可能导致电能质量下降。

二、电能质量改善的技术措施针对上述电能质量问题的成因，目前已经发展出了多种改善技术，以下是一些常见的技术措施：1、无功补偿技术无功功率的存在会导致电压波动和功率因数降低。

无功补偿装置如电容器组、静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）等，可以有效地提供无功功率，提高功率因数，稳定电压。

电容器组是一种简单而经济的无功补偿方式，但它的补偿效果相对固定，不能动态跟踪无功功率的变化。

SVC 和 STATCOM 则能够根据系统的无功需求快速调节输出，实现动态无功补偿，从而更好地改善电能质量。

2、谐波治理技术对于谐波污染，可以采用无源滤波器和有源滤波器进行治理。

无源滤波器是由电感、电容和电阻组成的谐振电路，通过对特定谐波频率形成低阻抗通路，将谐波电流引入滤波器中，从而减少流入电网的谐波电流。

RAPF低压电力有源滤波装置产品资料浙江容大电力设备制造有限公司ZHE JIANG RONG DA DIAN LI SHE BEI ZHI ZAO YOU XIAN GONG SI公司简介浙江容大电力设备制造有限公司是富阳市供电局下属多经企业，以高低压电气成套设备生产为主，创建于1994年。

公司注册资金一千万元，现有员工200余名，本科以上学历员工占30%，全面通过ISO9001：2000质量体系认证。

公司位于杭州市郊，占地100亩，紧邻320国道，交通十分便利。

公司整体布局合理、环境优美，有现代化厂房17000余平方米，主要大型生产设备主要有日本村田MOTORUM-2048LT数控冲床、HPB25030数控折弯机和数控剪板机等。

主要产品有KYN61-40.5、KYN28A-12、XGN2-12、XGN15-12、HXGN15-12、KGN6-12、MNSG、GCK、GCS、GGD型高低压开关柜，YBW预装式变电站、RZDW智能高频开关直流电源柜、GXFW低压电力消谐柜、RAPF低压电力有源滤波装置等，并与北京ABB公司合作制造中压SAFE环网柜和10kV CSS户外欧式箱变；主要中压产品均通过CQC认证，低压产品全部通过3C认证。

我公司十分注重产品研发。

近年来，加强了人才的引进和培养，并积极与知名院校、科研院所、电气制造企业、电气自动化企业以及国际著名电气公司开展广泛的交流合作，具备面向中低压电气制造领域的研发能力，产品研发朝智能化、小型化、网络化发展。

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我们将为您提供最优质的服务！目录一、概述二、工作原理及与无源滤波的比较三、型号含义四、依据标准五、使用环境条件六、技术参数七、结构特点及外形尺寸八、操作说明九、包装运输存放十、安装运行维护十一、订货需知十二、方案设计指导十三、一次方案选型十四、实际现场效果举例十五、附件一、概述进入九十年代以来，随着国民经济的快速发展和电力电子技术的广泛应用，冶金、化工、钢铁、轻工、矿业、交通、通信、广电和公共设施等部门的各种非线性干扰性负荷迅速增长，诸如各种整流和电力换流装置、电弧炉、中频炉、变频装置、电力机车、磁饱和和磁力放大器的功率逆变装置、可控硅相位控制设备等接入电网，导致电力系统中高次谐波含量迅速增长，引起供电电压波形畸变，增加了线损和用电设备的损耗，降低了电能质量。

浅析电网动态补偿器（APF）的研究【摘要】随着电力电子装置在电网中的应用，我们对电能变换的控制能力日益增强。

同时非线性负载所产生的无功和谐波污染给电网带来了严重危害，因此研究电网动态补偿（APF）对电网的安全绿色运行具有重要意义。

本文主要阐述了基于FPGA集中控制的动态补偿装置，它结合了静止无功补偿器的优点，在抑制电网谐波的同时也进行无功补偿。

【关键词】有源滤波；FPGA集中控制器；谐波采集；无功补偿1 引言电力电子装置在工业生产中的应用越来越广泛，使得电网中电流畸变和无功问题越来越显著。

电流谐波不仅影响电能质量，而且会对电气设备的安全运行造成威胁；针对谐波的治理问题在一些常规的电力用户如：冶金、钢铁、煤矿等企业中采用无源滤波器组进行治理，但始终达不到预期的效果。

由于无源滤波器是静态补偿，不能主动采集谐波信号，是被动治理，只能补偿固定次谐波，这样就造成功率因数不达标从而造成电力设备发热损坏和生产当中的安全事故。

有源滤波器（APF）是通过检测补偿对象的电压和电流的指令信号，此信号经电流发生电路放大得出补偿电流，然后将该电流及时注入电网从而消除谐波。

有源滤波器还会发出基波电流减少负载的无功功率，提高功率因数。

与无源滤波器组相比较，APF具有高度可控和快速响应特性，能动态跟踪补偿各次谐波及所需的无功功率。

因此，研究动态补偿（APF）的应用具有重要的实际意义。

2 动态补偿器（APF）的原理有源滤波器的滤波原理是通过外部互感器CT实时采集电流信号送至信号调理电路，通过内部检测电路分离出谐波部分，经IGBT功率变换器产生与系统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。

动态补偿器（APF）与电网的硬件连接图如图2.1所示：图2.1 硬件连接图动态补偿器的内部原理图如图2.2所示：图2.2 动态补偿器的内部原理图隔离开关合闸后，动态补偿器首先通过预充电电阻对直流母线电容器充电，这一过程持续几秒钟，是防止上电后对直流母线电容的瞬间冲击。

有源电力滤波器（APF）市场调研报告1. 引言有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种用以消除电网或电力系统中谐波和电力质量问题的设备。

APF通过检测电网电压和电流中的谐波成分，并产生相同频率但反相的电流进行配合，实现谐波的抵消和电力质量的改善。

本报告旨在对APF市场进行调研，分析其发展趋势和市场前景。

2. 市场概况2.1 市场定义APF市场是指销售和使用APF设备、系统或解决方案的市场，主要服务于电力系统用户和发电厂等相关行业。

2.2 市场规模根据市场调研数据显示，2019年APF市场规模达到XX亿元，并预计在未来五年内将以每年X%的复合年均增长率增长。

2.3 市场驱动因素2.3.1 电力质量要求的提高随着电力系统的不断发展和用电设备的智能化程度提高，对电力质量的要求也越来越高。

APF作为一种解决电力质量问题的有效设备，受到了广泛的关注和需求。

2.3.2 节能减排政策的推动能源的可持续利用和环境保护已经成为全球关注的热点话题。

APF在降低电能损耗、提高电力系统效率方面具有显著作用，符合国家和地区制定的节能减排政策。

2.3.3 新能源发电的快速发展新能源发电装机容量的快速增长对电力系统的稳定性和电力质量提出了更高要求。

APF可以有效应对新能源发电系统中的谐波问题，推动了市场需求的增长。

3. 市场分析3.1 市场类型3.1.1 低压APF低压APF适用于小型电力系统和工业场所，能够处理低电压、低功率的谐波问题。

3.1.2 中压APF中压APF适用于中型工业系统和电力系统，能够处理中等电压、中等功率的谐波问题。

3.1.3 高压APF高压APF适用于大型电力系统和发电厂，能够处理高电压、高功率的谐波问题。

3.2 市场应用领域3.2.1 工业领域工业领域是APF的主要应用领域之一，包括电力电子设备制造、工业自动化、钢铁冶金等行业。

3.2.2 电力系统电力系统中的谐波问题对系统的稳定性和电力质量造成了严重影响，APF在电力系统中广泛应用于电网谐波抑制和功率因素校正等方面。

APF产品规划一、公司介绍XX科技致力于灵活交流输电、电能质量监测治理、定制电力、智能广域测控技术、可关断器件、新能源接入等技术领域，提供集研发、试验、制造、工程实施为一体的全套解决方案，不断为输电网和工业配电客户提供优质的产品与服务。

主打产品在国内市场的占有率超过50%，系列产品广泛应用于电网、冶金、电气化铁路、石化、发电等领域，用户覆盖东南亚及欧美等国家。

成功投运了世界首套220kV固定及可控混合型串补装置、世界首套500kV可控并联电抗器、世界首套500kV故障电流限制器、我国首套500kV 固定串补装置兼世界上补偿容量最大的可控串补工程、我国首套电网大容量SVC、我国首套500kV直流融冰兼SVC装置等多项代表中国电力电子顶尖水平的标志性工程；世界首套750kV电压等级可控并联电抗器的研制和投运成功将填补国际空白，世界首套特高压串补装置研制和投运成功将引领串补技术的发展；普瑞科技的安全稳定控制技术和工程经验国内领先，电力系统相量测量装置、快速失步解列装置、输电线路故障测距系统、电力系统电压自动调控装置（AVC）、抑制变压器中性点直流电流装置(NCBD)等均取得了很好的运行业绩。

二、产品介绍1、产品概述有源电力滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。

它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。

指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器（DSP）对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制（PWM）信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT 或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。

CE系列有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是利用全控电力电子元件满足对电能质量（功率因数和谐波）有高级别要求的用户需求的装置。

有源滤波和无源滤波的区别————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：有源滤波和无源滤波的区别滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。

谐波治理首先要控制好谐波产生的源头，其次我们还要通过增加滤波装置进行谐波的消除。

如何正确选择有效的谐波质量方案非常关键。

一、无源滤波无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。

无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。

如图1所示为无源滤波原理图。

图1 无源滤波原理图优缺点优点：无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。

缺点：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。

应用由于无源滤波的具有大容量低价位的优点，钢铁行业的滤波都采用无源滤波，目前国内滤波市场(电力谐波治理市场)上主要以无源滤波为主。

国际上以ABB、施耐德、西门子为代表，国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。

发展形势以快速反映，谐波治理彻底，综合控制为主。

二、有源滤波有源滤波器(Active Power Filter，简称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(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC无源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。

有源电力滤波器（APF）一、谐波定义随着工业技术的进步发展，越来越多的电力电子装置等非线性负载应用于企业当中，在带来节能与能量积极变换一面的同时，也产生了谐波等电能质量问题。

所谓谐波，它是电能质量的重要指标，谐波电流是系统电压施加于非线性负载产生的，是频率为基波频率整数倍的电流。

电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波，我国电网规定频率是50HZ，电力网络中除基波（50HZ）外，任一周期性的电压和电流信号，其频率为大于1整数倍基波频率。

二、谐波源（！）非线性负载，例二极管整流电路（AC/DC）（2）三相电压或电流不对称性负载（3）UPS电源，EPS电源（4）晶闸管调压装置或调速电路（5）电镀设备（6）电弧炉、电石炉、硅铁炉（7）电焊机（8）起重机械（9）变频器（10）软启动装置综上所述，电力系统谐波源可以分为两大类：1.含有半导体非线性元件的电力电子装置谐波源近年来，电力电子装置应用日益广泛，而电力电子装置普遍采用非线性元件如二极管、晶闸管等，在一定条件下使负荷电流波形畸变，产生高次谐波。

在各种电力电子设备中，整流电路装置所占比例最大。

整流电路是一种将交流电能转变为直流电能的变换器，由于交流电力系统是最经济便捷的供电方式，所以大多数电气和电子装置采用由交流电网取得电能然后再转换为对用户而言最方便的电能形式。

而在其中采用一个直流储能环节作为两端交流器接口，而作为前端变流器的就是整流器，整流器工作过程中产生大量高次谐波。

2.含有电弧和铁磁非线设备的谐波源三、谐波的危害（1）对变压器的影响：谐波电流使铜损增加、漏磁增大；谐波功率造成噪音增大、温升提高。

（2）对电力电线的影响：谐波电流易过载，导致过热、破坏绝缘、集肤效应加大（3）对控制系统的影响：电压零点漂移、线电压的不等、仪表仪器的指示不准，以致控制判断错误，甚至控制系统失灵；（4）对电容的影响：因谐波产生，易使电容器产生过电流、过电压、过温度，造成击穿损坏，原因是谐波电流易发生并联谐振，产生大电流，串联谐振产生过电压。