无功补偿和有源滤波优势

apf有源滤波器工作原理(一)APF有源滤波器工作原理什么是APF有源滤波器？有源滤波器（Active Filter）是一种基于放大器和电流源构成的电子滤波器。

它能够通过放大器的增益和电流源的控制来实现滤波器的频率响应，具有灵活性强、频率可调性好等特点。

APF（Active Power Filter）有源滤波器是一种用于消除电力系统中谐波和电力质量问题的滤波器。

APF有源滤波器的工作原理APF有源滤波器的工作原理可以简单分为三个步骤：采样、补偿和输出。

1. 采样APF有源滤波器首先要对电力系统中的谐波进行采样，通过采样电压和电流信号，得到系统中各次谐波的幅值和相位信息。

2. 补偿根据采样得到的谐波幅值和相位信息，APF有源滤波器利用放大器和电流源来生成同频但反向的谐波信号，即补偿信号。

补偿信号与系统中的谐波信号进行叠加后，能够互相抵消，从而达到消除谐波的目的。

3. 输出通过补偿信号的叠加，APF有源滤波器将消除谐波后的电压和电流信号输出到电力系统中，以实现对谐波的有效补偿并提高电力质量。

APF有源滤波器的应用APF有源滤波器在电力系统中的应用非常广泛。

其主要应用包括：1.谐波消除：APF有源滤波器能够消除电力系统中的谐波，提高电力质量，减少对其他设备的干扰。

2.无功补偿：APF有源滤波器可以通过控制其输出电流的相位和幅值来实现对无功功率的补偿。

3.功率因数校正：APF有源滤波器能够通过调整其输出电流的相位和幅值来改善电力系统的功率因数。

总结通过对APF有源滤波器的工作原理的理解，我们可以看到它是一种非常重要的电子滤波器，能够在电力系统中发挥多种作用。

通过采样、补偿和输出三个步骤，APF有源滤波器实现了对电力系统中的谐波的消除，提高了电力质量，并且可以应用于无功补偿和功率因数校正等方面。

APF有源滤波器的应用前景广阔，对于电力系统的稳定运行和电力质量的提升有重要作用。

APF有源滤波器的特点APF有源滤波器相比传统的被动滤波器具有一些明显的特点：•频率可调性：APF有源滤波器可以通过调整放大器的增益和电流源的控制参数来实现频率的调整，适应不同频率的谐波补偿需求。

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。

电气自动化中无功补偿技术分析【摘要】无功补偿技术的使用过程具有一定的复杂性，需要技术人员熟练掌握无功补偿专业知识，正确认识无功补偿中存在的问题以及解决方法。

在电气自动化的发展过程中，为了促进电力行业的稳定发展，就需将无功补偿技术合理利用到供电系统中去，为电力系统的稳定和发展创造更高的价值。

本文根据笔者的实践经验，对无功补偿技术原理、优势及技术应用进行分析和探讨。

【关键词】电气；自动化；无功；补偿1 无功补偿技术原理所谓无功补偿技术，就是在电气系统中扮演提升电网功率的角色，主要体现在系统中对供电变压器损耗的有效降低，为供电公司提供良好稳定的供电环境。

而针对部分小型电力系统，无功补偿主要用来调整系统中三相不平衡电流，而对于部分大型系统而言，无功补偿为电网电压的稳定性和安全性提供了有利的保障。

针对无功补偿的工作原理而言，主要可分为两个部分：有功功率、无功功率。

其中无功功率存在一个较为严重的问题，就是不能够进行远距离传输，所以只能针对末端用电的无功功率进行有效补偿。

因此，需要在供电系统中安装无功补偿装置，才能使无功补偿设备正常运转，并且能够与配电变压器相互抵消无功功率，以此实现提高功率因数的目标，进而也从整体上减少了供电系统中的无功功率。

2 无功补偿技术在电气自动化中的优势电气自动化技术的发展，促进了我国很多行业的发展，尤其是减少了大量人力物力的依赖，不仅提高了工作效率，还提高运行的准确度，这无论是从社会发展角度来说，还是从某个具体行业来说，电气自动化技术都起到了关键性的作用，但是电气自动化水平越来越高使得电气自动化技术的缺陷暴露的越来越明显，尤其是在电能损耗方面，如果不能有效的改变这种现状，这对能源，资源日益减少的我国来说，无疑是一个严重的问题。

因此在提高电气自动化应用程度的同时，尽量减少电能的浪费，成为关键的问题，无功补偿技术的发展正好弥补了电气自动化的这个缺陷。

无功补偿技术的研发和应用使得很多的电气设备降低了自身的电能消耗，对节约能源起到了重要的作用，这种技术的应用本身也推动了电气自动化技术的发展，为我国社会主义初级阶段的建设做出了不可磨灭的贡献。

无功补偿的补偿方式优缺点无功功率补偿，简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。

所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的特别紧要的位置。

合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的削减网络的损耗，使电网质量提高。

反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。

今日我带大家了解13种无功补偿方式，各自有什么优点和缺点。

（1）同步调相机基本原理：同步电动机无负荷运行，在过励时发出感性无功；在欠励时汲取感性无功；重要优点：既能发出感性无功，又能汲取感性无功；重要缺点：损耗大，噪音大响应速度慢，结构维护多而杂；适用场合：在发电厂尚有少量应用。

（2）就地补偿基本原理：一般将电容器直接与电动机变压器并联，二者共用1台开关柜；重要优点：末端补偿，能最大限度的降低线损；重要缺点：台数较多，投资量大；适用场合：水厂、水泥厂应用较多；（3）集中补偿基本原理：集中装设在系统母线上，一般设置单独的开关柜；重要优点：可对整个变电所进行补偿，投资相对较小；重要缺点：一般为固定补偿，在负载低时可能显现过补偿；适用场合：适用于负载波动小的系统；（4）自动补偿（机械开关投切电容器）基本原理：采纳机械开关（接触器、断路器）等依据功率因数掌控器的指令投切电容器；重要优点：能自动调整无功出力，使系统无功保持平衡，技术成熟，占地小、造价低；重要缺点：响应时间较慢，受电容器放电时间限制；适用场合：目前主流补偿方式，充足大多数行业用户需求；（5）晶闸管投切电容器基本原理：采纳晶闸管阀组依据功率因数掌控器的指令过零投切电容器；重要优点：响应速度快，无涌流，无冲击；重要缺点：占地面积大，造价高；适用场合：多用于港口等负荷变化快速的场合；（6）晶闸管掌控电抗器基本原理：一般由固定并联电容器和晶闸管掌控的并联电抗器并联构成，通过更改晶闸管导通角更改电感电流，从而掌控整套装置的无功输出；重要优点：响应速度快，无级调整，既能补偿容性无功，又能补偿感性无功；重要缺点：占地面积大，造价高，同时对大多企业用户而言，不需要感性无功；适用场合：多用于钢铁、电气化铁路和输变电系统；（7）磁控电抗器基本原理：通过可控硅掌控励磁电流的大小和铁芯饱和度更改电感电流，从而掌控整套装置的无功输出；重要优点：动态响应，无级调整，双向补偿，晶闸管耐压低，无须多级串联，产生谐波小；重要缺点：响应时间较TCR稍慢，噪声大；适用场合：在高压系统中占有优势；（8）串联补偿基本原理：串联电容器组用来补偿输电线路的电感，以提高线路的输电本领和稳定性。

无功补偿优点：1、电容器采用干式技术，充氮气气体无污染、无燃烧、无泄露风险重量轻、可360度任意角度安装过压力保护装置，永无爆炸危险外壳一次压铸成型，整个产品无一个焊接点，质量安全可靠过流能力达2.2*In，工作损耗小（小于0.20W/KVAR）使用寿命长达17万小时，约20年2、电抗器计算机控制绕线机，绕组为铜线或铝箔；真空浇注聚酯树脂；可在恶劣的环境下运行；电抗器具备3、5、7次谐波耐流功能。

制造工艺精良；过温度保护功能；使用寿命长，无噪音；线性度1.8*In；运行安全可靠，平均使用寿命长17万小时，约20年；3、可控硅过零投切,无涌流，不会造成电网电压闪变；光电隔离，抗干扰能力强，响应速度快，(＜20ms)；无涌流,无冲击,不会造成电网电压闪变；集成一体化,体积小,安装方便；LED信号灯显示投切状态；内置冷却风扇,自动控制风扇启停；内置过温（80℃）保护；全浇铸结构,坚固耐用；可触摸式安全连接技术，IP30；操作无噪音,无机械磨损,大大延长使用寿命.4、铀力电气与国产电气相比具有性能系数优，使用寿命长、安全特性好、环境适应强等优势5、完善的售后服务，48小时内到达现场处理6、无功补偿装置改善电能质量，延长设备寿命，减低电力损失7、公司技术精确完善的配置，节省可观的建设投资和运行费用8、产品发货快，质量优，完善的质保服务有源滤波优势：1、有效滤波能力能达到98%2、响应时间快，迅速消除谐波（全响应时间为10ms）3、彻底消除因三次谐波产生的中性线电流，可消除2-65次谐波4、减少谐波在电缆、开关、变压器中的发热5、动态电流补偿消除谐波和提高功率因数6、减少谐波引起的停电故障和时间，提高生产率7、模块化设计，体积小，安装简便，易于扩展8、控制显示界面采用彩色LCD显示，触摸式操作设置9、可滤除流过相线和中性线的谐波，以及零序谐波，进行无功补偿和三相不平衡补偿10、提高电源利用率减少运营成本11、体积小巧，接线简单，有机架式和壁挂式，便于安装。

有源电力滤波器和无源滤波器哪个发展前景比较大安科瑞王志彬2019.03大家都知道谐波治理无非有两种：一是有源电力滤波器装置二是无源滤波装置，但是到底哪个有发展前景，希望下面的介绍可以帮助到大家正确的分辨出有源和无源的前景：传统无源滤波器为T治理电网中的谐波，目前工业应用而言，无源电力滤波器(Passive Power Filter, PPF)以其投资少，效率高，结构简单，运行可靠，维护方便等优点而在众多领域得到了广泛使用。

但其也有诸多的缺点:滤波特性易受电力系统参数的影响，特别是在高压系统中，滤波器失谐状态下，难以满足治理要求;易与系统发生谐振，导致谐波放大，引起无源滤波器过载，甚至烧毁，危及电网安全;单独的无源电力滤波器难以避免无功倒送.此外无源滤波器中的电感、电容消耗大量有效材料，体积大，占地多。

有源电力滤波器由于传统无源滤波器存在固有缺陷，有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的概念于1971年由H.Sasaki和T.Machida提出[Wl，通过向电网注入反方向谐波电流来减少电源电流中的谐波成分，从而改善电源电流波形的新方法.1976年，LGyugyi和ECStyaula提出了用PWM逆变器构成的有源电力滤波器[[12]s1983年，赤木泰文等人提出的“三相电路瞬时无功功率理论”[13〕极大的推动了有源电力滤器的发展.90年代后，并伴随着新型电力半导体器件的出现，脉宽调制技术及高速数字信号处理器的发展，日本、美国、德国等工业发达国家有源电力滤波器已得到了高度重视和日益广泛的应用.目前许多国际著名公司均开发了相关APF产品，如ABB,TOSHIBA,SIEMENS等，其中较多的单台容量为数百千瓦的并联APF.我国在有源电力滤波器方面的研究起步较晚，直到1989年才见到这方面研究的文章，1993年才见到试验性的工业应用实验.21世纪初，研究单位主要集中在一些高等院校和少数研究机构，并取得了一定的科研成果近年来伴随着我国经济高速发展，谐波治理需求越来越迫切。

有源和无源滤波器的区别：我们最简单的分别办法是看看是否需要电源，在作用上最大的区别在于有源滤波器可以有增益，无源滤波器无增益是衰减的。

有源滤波器之所以称为有源，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。

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；而有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备，检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，补偿后的源电流几乎为纯正弦波，其行为模式为主动式电流源输出。

1、有源滤波（APF）与无源滤波（FC）在滤波原理上是不同的，无源滤波主要是利用阻容元器件的LC谐振特性，对系统中的某一特定频率形成一个低阻通道，这个低阻通道与系统阻抗形成并联分流关系，让谐波成份从滤波系统中流过。

也就是说无源滤波器是利用电容器和电抗器形成LC谐振回路对电网系统中某一次或几次谐波进行滤波，从而达到对系统滤波的作用。

有源滤波APF则是利用现代电力电子器件主动产生一个与系统谐波大小相等相位相反的谐波，以“抵消”系统产生的谐波。

概括地说FC属于并联分流，APF是主动抵消。

2、无源滤波器由于电阻以及电感的阻抗存在，功耗在同等情况下还是比有源滤波器要高一些，而且电路的延迟要要大一些。

有源滤波器的功耗相对而言会小很多，而且在通带内不会有衰减，而通过设定滤波器的Q值，可以改变放大倍数。

一般的模拟低通滤波器用的很多用ButterWorth类型的有源滤波器，效果还是很好的。

但是问题还是随之而来，带宽一般能提升，而且受到电路所选择的运放限制，一旦超过运放频率特性范围，电路就很容易自激振荡，输出的就全部是噪声了。

3、应用领域不同。

无源滤波器受负载影响很大，滤波特性较差，为提高滤波特性，可使用有源滤波器。