无源滤波器原理介绍及简单设计培训资料.ppt

基本概念 无功功率及谐波的负面影响 无源滤波器原理介绍 无源滤波器设计 主要内容 一、基本概念 1、无功功率Q：电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量转换且占有电网容量叫做无功。 无功功率Q只是反映了能量的流动和交换，并不反映能量在负载中的消耗。 正弦条件下，无功功率Q表达为下式： 滞后功率因数 如下图所示的一个电感性负载，电路中的有功功率和无功功率均由电源提供，如右边相量图所示，此时的功率因数角是负的，因此，功率因数是滞后的。 θ 超前功率因数 如下图所示的一个电容性负载，电路中的有功功率由电源提供，而无功功率是由负载向电源传递，如右边相量图所示。这种情况下的功率因数角是正的，因此，功率因数是超前的。 θ 2、位移功率因数COSΦ （Displacement power factor DPF): 有效功率与基本视在功率之间的比值。 3、功率因数（Power factor PF) :有功功率与包含谐波在内的总rms的视在功率的比值。 所以，PF≤DPF. 4、波峰因数（CF）：周期波形的峰值与其有效值之比。正弦波的波峰因数为1.414，高于1.8则可认为波形严重失真。 5、有效值（rms):能使同一个电阻产生与直流相同的热量的等效的交流电流或电压值，被称为有效值或rms。 S = 视在功率 P = 有功功率 Q = 无功功率 D ＝畸变功率 6、谐波:是一个周期电气量中频率为基波频率大于1整数倍的正弦波分量 。按其倍数称为 n 次（3、5、7 等）谐波分量。 正序谐波:级数为(3n+1)之整数谐波，如4、7次 负序谐波：级数为(3n-1)之整数谐波，如2、5、8次 零序谐波：级数为(3n)之整数谐波，如3、6、9次 正序谐波尝试使马达运行速度比基波更快，而负序谐波则尝试使马达运行比基波更慢。在两种情况下，马达均失去转矩并且开始发热。谐波还能造成变压器过热。 零序电流谐波发生在中性线上。 这会引起这些导体过热。 谐波畸变率 谐波含有率 %f:谐波与基波电流之比；%r：谐波与全波电流之比； 国家标准（GB/T14549-93） 二、 无功功率及谐波的负面影响 无功功率不足（功率因数低）的影响 电压：使端电压下降； 电流：产生无功电流分量，使视在电流增加； 线损：电流有效值增加，导致线路和变压器 等损耗增大，变压器利用率降低。 谐波的危害 1)大大增加了系统谐振的可能。谐波容易使电网与补偿电容器之间发生并联谐振或串联谐振。使谐波电流放大几倍甚至数十倍，造成过电流，引起电容器、与之相连的电抗器和电阻器的损坏。 2)使电网中的设备产生附加谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的使用效率，增加电网线损。在三相四线制系统中，零线由于流过大量的3次及其倍数次谐波电流造成零线过热，甚至引发火灾。 3)谐波会产生额外的热效应从而引起用电设备（旋转电机、电容器、变压器）发热，使绝缘老化，降低设备的使用寿命。 4)谐波会引起一些保护设备误动作，如继电保护，熔断器等。 5)谐波会导致电气测量仪表计量不准确。 6)谐波通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近的电子设备和通信系统产生干扰，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。 谐波与无功补偿的作用 1)降低视在电流，提高负载能力 2)降低线损，节能 3)改善不平衡 4)提高变压器利用率 5)稳定网压 6)改善供电质量 7)功率因数指标达标 产品概述 无源滤波器在滤除非线性用户用电设备所产生的高次谐波，改善电流和电压波形，提高电能质量，解决谐波源对电网及用户的污染，确保电网用户的设备安全运行的同时还可补偿用户无功电力，提高功率因数和设备的安全性、稳定性和可靠性。 无源滤波器还能减少因谐波电流所造成的有功及无功电能损耗，对节约能源，充分利用设备容量，均有明显的经济效益。 三、无源滤波器原理介绍 产品主要技术性能和参数 1、设备的额定电压：380V*3； 2、设备容量：装置上所配置的电力电容器通用设备容量。基波容量：装置在额定电压时对基波的无功补偿容量； 3、控制输出回路:1～12； 4、具有开关转换策略,步进开关转换基于开关转换延迟期 间内负载的无功功率消耗平均值.它有效延长了电容器和 触点的使用寿命； 5、具有自动和手动投切模式； 6、具有可编程参数设置功能； 7、具有电磁兼容性； 8、所有参数和模式均储存在非挥发性记忆体中； 9、柜体尺寸：高2200mm,深800mm,宽800mm （600mm,1000mm）,柜体结构采用GGD和PGL标准结构 (特殊尺寸可定制) 四、无源滤波器的简单设计 步骤2（非线性负荷主要谐波次数）说明： 三相整流设备：使用6脉或1