【文章內容簡介】 ，裝置仍可運行，無需斷開等。 由以上可看出，它克服了傳統(tǒng)的無源濾波器的缺點，具有良好的調節(jié)性能，因而有很大的發(fā)展前途。 2. (SAHF)有源電力濾波器系統(tǒng)結構 (SAHF)有源電力濾波器系統(tǒng)結構如圖 l所示。 (SAHF)有源電力濾波器的基本工作原理是：實時檢測補償對象的電壓和電流，經(jīng)指令電流運算單元計算出補償電流指令信號，該信號經(jīng)補償電流發(fā)生電路放大產(chǎn)生補償電流，補償電流與 負載電流中需用補償?shù)闹C渡及無功等電流抵消，最終得到期望的電源電流。在圖 1中的體現(xiàn)是，當需要補償負載所產(chǎn)生的諧波電流時，有源電力濾波器檢測出補償對象負載電流 iL中的諧波分量 iLb后，將其反極性 作為補償電流的指令信號 iC*，再由補償電流發(fā)生電路產(chǎn)生補償電流 ic，其中補償電流 ic 與負載電流中諧波分量 iLh大小相等，方向相反，因而兩者相互抵消，使得電源中電流中只含基波，達到消除電源電流中諧波的目的。 圖 1為有源濾波器的系統(tǒng)框圖。通過 傳感器檢測非線性負載的電流 iLa、 iLb、 iLc經(jīng)電流信號調理后送入指令電流產(chǎn)生電路，指令電流產(chǎn)生模塊是由 TI 公司的 DSP TMS320LF2407為核心建立的。 DSP計算出需要補償?shù)闹C波和無功電流后，通過外部 D／ A送入電流跟蹤控制電路。霍爾傳感器檢測有源電力濾波器主電路的電流 ica、 icb、 icc，經(jīng)電流信號調理后也送入電流跟蹤控制電路，電流跟蹤控制電路對主電路補償電流與指令電流進行滯環(huán)比較后送出柵極開關驅動信號，驅動電路接受來自前級電流跟蹤控制電路的 PWM信號，并經(jīng)隔離放大后驅動主電路的開關管，以控制主電流的電路跟隨指令電流的變化，最終達到實時補償諧波與無功功率的目的。電壓傳感器檢測變流器直流側總電壓，經(jīng) 電壓信號調理后送入指令電流發(fā)生電路，通過合理的控制以凋節(jié)直流側電壓的穩(wěn)定。啟動、關斷和保護模塊按一定的時序控制裝置的啟動和關斷，并提供裝置的過流、過壓、過熱、缺相等故障保護功能。 3. 有源電力濾波器主電路設計 有源電力濾波器主電路的形式絕大多數(shù)采用電壓型， (SAHF)有源濾波器 選擇主電路為并聯(lián)電壓型、單個變流器的形式。 (SAHF)有源濾波器 主電路設計需要解決的問題是：主電路容量的計算；開關器件的選擇及其參數(shù)的確定；對補償電流的跟蹤特性起決定作用的參數(shù) (輸出電感 L、直流側電容電壓 Ud、滯環(huán)寬度 δ) 的設計；按所選器件要求的驅動電路的設計以及整個裝置的各種保護電路設計。 (1 )主電路容量的計算 有源電力濾波器的容量 SA 由式 (1)確定 式中： E為電網(wǎng)相電壓有效值； Lc為補償電流有效值。 如果所設計裝置的容量為 15 kVA，則 Ic=SA/3E=15x103/3x220=22． 7 A (2 ) 功率開關器件的選取 (SAHF)有源濾波器 選取 適用于 APFP中的全控型開關器件主要有 GTR、 IGBT、 IGCT等，器件 。 (3 )主電路滯環(huán)寬度的選取 有源電力濾波器的指令電流包含高次諧波和暫態(tài)電流， 實際輸出的電流對指令電流有很高的跟蹤能力。下面以 A相為例，分析采用滯環(huán)控制時逆變器的工作頻率 f與電網(wǎng)電壓 ea、變流 器直流側電壓 Ud及主電路電感值和滯環(huán)寬度 δ 間的相互關系。 對于 A相半橋逆變電路，可得電路方程為 式 (6)為正，即電感電流在上升。 設 UC1=UC2=Ud/2，假定逆變器的工作開關頻率較高，在一個開關周期內可認為電壓 ea基本不變，則滯環(huán)控制時補償電流的波形如圖 2所示，其中 δ 為滯環(huán)寬度。 由圖 2，以及式 (4)和式 (6)，可分別計算出電流的上升時間 Tu和下降時間 Td，即 由式 (9)知，逆變器的最小工作頻率和最大工作頻率分別為 取電流滯環(huán)寬度 δ 為 1． 2A，直流側電壓 Ud為 l000V，主電路電感 L為 5mH，則由上述公式可得：最小開關頻率為 12． 767 kHz，最大開關頻率為 20． 833kHz，平均開關頻率 16． 8 kHz。 (4 )直流側電壓的計算和電容的選取 主電路的工作模式及相應的開關系數(shù)，如表 1所列，等效電路圖如圖 3所示。 當 Ka=1/3時，電流 ica上升，即要求 如果直流側電壓不能滿足大于有源電力濾波器與供電系統(tǒng)連接點的相電壓峰伉 (Em)的 3倍，即 同理，當 Ka=1／ 3時，電流 ica下降，即要求 也不會永遠成立。 所以直流側電壓應滿足如下條件，即 意味著主電路直流側電壓值應大于有源電力濾波器與供電系統(tǒng)連接點的相電壓峰值 (Em)的 3倍。在此基礎上，直流側電壓 值越大，補償電流的跟隨性能越好，但器件的耐壓要求也就越高，因此 (SAHF)有源電力濾波器 的設計是 綜合考慮 的 。 由式 (15)，得 由此 選取直流側參考電壓 Udref為 1000V。 在某一 PwM周期內電容始終處于充電或放電狀態(tài)，直流側電容電壓最大允許偏離設定值為 △Udmax ，則 (5 ).輸出電感值的選取 有源濾波器的補償特性豐要取決于輸出補償電流對于補償指令電流的跟蹤控制能力。而輸出電感值直接決定了補償電流的跟蹤速度，從而很大程度地影響電力有源濾波器的工作性能。電感值過大，則系統(tǒng)不能適時跟蹤指令電流信號，而且電感值的增大也會造成設備成本的增加；反之。如果太小，則補償后 的紋波電流過大。 (SAHF)有源電力濾波器 設計時 合理選擇主電路交流側輸出電感值。 (6)電感的最大取值 由主電路的模型，對于 A相有 式 (23)中，對于不同的諧波源和不同的補償要求，指令電流 ica*是不同的，其最大電流變化率與補償參考電流的具體表達形式密切相關。其經(jīng)驗公式為 (7).電感的最小取值 如果電感取值太小，則會使補償電流的紋波過大，影響有源電力濾波器的補償效果。因此，電感的最小值主要由主電路開關器件所產(chǎn)牛的紋波 決定，電感的作用是將其在補償電流上產(chǎn)生 的紋波限定在一定范圍內。 有源電力濾波器的實際輸出電流偏離指令電流的最大允許值為△imax ， (SAHF)有源電力濾波器以根據(jù)式 (23)和式 (29)， 并結合實際情況對交流側電感值進行選取和調整，從而選擇合適的電感值。 4.(SAHF)有源濾波裝置的應用 (SAHF)有源濾波裝置并聯(lián)于系統(tǒng)電網(wǎng)中，通過實時檢測非線性負載產(chǎn)生的諧波電流和無功電流，快速產(chǎn)生與其大小相等，方向相反的補償電流 IF并注入系統(tǒng)，達到濾除諧波并改善功率因數(shù)的目的。是 用于動態(tài)抑制諧波、補償無功功率的新型電力電子裝置，能對大小和頻率都變化的諧波及無功功率進行補償。和傳統(tǒng)的無源濾波器相比，有突出的優(yōu)點。 (1)對各次諧波和分數(shù)諧波均能有效地抑制，且可提高功率因數(shù)； (2)系統(tǒng)阻抗和頻率發(fā)生波動 時，不會影響補償效果。并能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，且補償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響； (3)不會產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，且能抑制由于外電路的諧振產(chǎn)生的諧波電流的變化； (4)用一臺裝置就可以實現(xiàn)對各次諧波和基波無功功率的補償； (5)不存在過載問題，即當系統(tǒng)中諧波較大時，裝置仍可運行，無需斷開等 ,具有良好的調節(jié)性能。 薩梅特 (SAHF)有源濾波裝置優(yōu)點： ? 無需現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，即裝即用 ? 適合快速變動的負載情況，以及其他無源濾波無法治理的場合；在特殊情況下還可作為性能優(yōu)異的動態(tài)無功補償裝置（使功率因數(shù)穩(wěn)定 在設定值，而不是像常規(guī)的動態(tài)或靜態(tài)無功補償，只是將功率因數(shù)控制在一定范圍內變動） ? 與其他進口同類產(chǎn)品比較，性能更加優(yōu)越，更加集成化，具有價格競爭優(yōu)勢，性價比高 性能及參數(shù)： ? 取樣電流 A： 0～ 5A（ CT二次電流） ? 單次電流諧波限值：≤ 2% ? 溫升：電感≤ 40K；模塊≤ 20K；高頻濾波器≤ 5K ? 總電流諧波畸變率限值：≤ 4%THD ? 單模塊電流峰值限制：≥ 84A ? 動態(tài)響應：≤ 20ms ? 防護等級： IP20 ? 噪音：≤ 30dB ? 自動限流，不發(fā)生過載 ? 保證不與系統(tǒng)發(fā)生諧振 ? 可根據(jù)需要設置為：只補償諧波、只補償無功、同時補償諧 波和無功 ? 采用智能型 IGBT模塊，內置保護有：短路、過流、過熱、驅動欠壓、直流母線過壓，可靠性極高 ? 執(zhí)行 IEEE519標準（國際標準）、 GB/T145993和 GB/Z 柜體規(guī)格：單柜寬度 1000mmX深度 800mmX高度 2260mm， (注明 。也可根據(jù)現(xiàn)場需要訂制 ) 六 、 無源濾波、有源濾波及與其他進口品牌的比較： 1．性能比較： 項目 無源 (SAHF)有源 諧波濾除率 5060% 〉 95% 濾波次數(shù) 固定 2到 41次 體積 大 小 容量擴展 不能 方便 負載特性的適應性 弱 強 現(xiàn)場實測數(shù)據(jù) 需要 不需要 維修 麻煩 模塊化 熱拔插方便 噪音 55DB 55DB 項目達標率 80% 100% 動態(tài)響應 5 s 20ms 自動限流 無 有 系統(tǒng)諧振 容易產(chǎn)生 不發(fā)生 功率因數(shù)穩(wěn)定度 波動大 穩(wěn)定在設定值 降低線損 10% 10% 運行模式 濾波 +無功 可設置為只補償諧波、只補償無 功或同時補償諧波和無功 保護 過流、雷擊 過流（兩級）、雷擊、過壓（兩級）、驅動欠壓、輕載封閉、過熱（三級）、模塊故障報 警、適中保護 2． 與其他進口品牌的比較： 薩梅特有源濾波裝置與國外其他知名品牌比較，性能指標基本完全一致，在某些方面甚至更加優(yōu)越： （ 1）薩梅特低壓電力有源濾濾裝置采用模塊化設計，每個模塊完全獨立，單模塊故障不影響其他模塊的正常工作，維修更方便。由于支持熱拔插，直接拔出損壞的模塊，插上新的模塊即可，前后只需幾秒鐘時間。維修成本也更低，只收取單模塊的成本即可。某些牌由于采用單柜大電流的形式，維修需要更換功率大得多的功率器件，還需尋找故障點，所以維修相當麻煩，費用也高得多。 （ 2）薩梅特低電壓 力有源濾波裝置保護功能非常強大：其中過流保護采用兩級保護，第一級峰值限流，模塊仍正常工作，第二級為 RMS過流，模塊自動關斷，并可自動恢復。直流過壓保護采用兩級保護，第一級過壓正常運行，并自動快速降低直流電壓，第二級過壓自動關斷，并可自動恢復。過熱采用了一級保護，第一級 50℃ 啟動散熱器風機降溫，第二級 70℃ 啟動內部風道降溫，第三級在 100℃模塊自動關斷。模塊正常工作于額定電流及以下時，溫度不會超過 60℃，并且溫度在 100℃以下時模塊仍可正常工作（所有器件均為工業(yè)器件，耐溫為 105℃），大大降低了熱損壞的概率 。 功率模塊損壞的原因主要有熱損壞和防止措施不當，我們的防止措施是：功率器件的散熱器風道在模塊后部并完全外露，散熱器的平面部分直接作為模塊的后部封板，風道外露的好處是空氣不進入模塊內部進行循環(huán)，粉塵也不會進入模塊內部。而散熱器直接接觸外部空氣，散熱效果也大大提高，同時也大大減少了功率模塊和損壞率。國外某些知名品牌的做法是靠柜體整體向外排風，所有功率器直接接觸流動的空氣，所以防塵效果差些，如果要增加防塵效果，需要在進風口設置濾網(wǎng)，并且要定期清洗，才能不影響散熱效果。 七、工程概要 碳素廠諧 波治理工程施工細則的確立 碳素廠諧波治理工程施工細則是諧波治理工程安裝施工所做的詳細方案說明。 碳素廠 諧波治理工程在合同簽定以后，我方技術人員根據(jù)實際現(xiàn)場測得的數(shù)據(jù)以及 碳素廠 方面的技術人員提供的現(xiàn)場平面圖和技術要求，編制出詳細的施工細則。此細則中，“ 碳素廠 諧波治理工程規(guī)劃 ” 是安排施工準備和組織工程施工的全面性技術、經(jīng)濟文件，是指導工程施工的法規(guī)，是保證按期、優(yōu)質、低耗地完成此次安裝工程施工的重要措施。施工方案則是圍繞工程特點對施工中的主要工序，在施工方法、時間配合和空間布置等方面進行合理安排，以保證施工 作業(yè)的正常進行。 碳素廠 諧波治理工程施工前期工作 碳素廠 諧波治理工程合同簽定后，我方著手準備下列工作： 1）選擇和確定施工技術方案，包括施工順序安排、施工組織確定、施工方法選擇等。 2）計算工程量、編制施工進度計劃。 3）編制技術、物資供應計劃，它包括勞動力需要量計劃的編制，施工機具需要量計劃的編制，設備進場計劃和材料、零配件供應計劃的編制等。 4）現(xiàn)場施工條件的考察、編制施工準備工作計劃。 5）施工平面圖的設計。 在以上所列的工作中，專業(yè)技術指導人員由我方派任， 碳素廠 協(xié)助， 碳素廠 方面 的技術人員比我方更加了解實際現(xiàn)場工況；第 1至 5項工作主要由我方完成， 碳素廠 方面需配合我方進行， 對我們的工作給予應有的幫助，以確保施工的順利完成。 在合同簽定以后，我方將具體施工技術方案提交 中國鋁業(yè)廣西分公司相