低压配电网有源电力滤波器关键技术研究

葛仲冬

摘 要：在当前电力电子技术发展和应用的过程中，有源电力滤波器技术是一个越来越受人们关注的热点问题，该技术从很大程度上切实有效地为电力谐波治理和电能质量改善提供了十分重要的技术手段。有鉴于此，本文着重对有源电力滤波器技术与发展等相关情况，特别是有关我国有源电力滤波器技术的现状、有源电力滤波器技术的应用背景以及发展方向等相关问题进行分析和论述，希望能够为相关人士提供有价值的参考。

关键词：有源电力滤波器;低压配电网;技术研究

1低压配电网有源电力滤波器的关键技术分析

1.1低压配电网的谐波污染的产生原因

第一，电弧加热设备。包括点焊机、电弧炉等等，其对电网会造成较大的谐波污染，普遍为18次以下的第次谐波电流污染。

第二，交流整流的直流用电设备。包括电镀、电解等整流装置，通过阀电压的提升引起谐波含量增加。其中，晶闸管相控整流设备产生的谐波污染最为严重。

第三，交流整流再逆变的用电设备。包括中频炉、变频空调等，其产生谐波污染的原理与交流整流的直流用电设备相同，主要包括高次谐波电流污染以及低次谐波电流污染。

第四，开关电源设备。包括电池充电器、荧光等、电视等，相关设备会在整流时产生谐波，也会在开关管开闭时产生高次谐波传递至电网，造成谐波污染。

1.2低压配电网的谐波污染的治理方式

（1）主动治理

该治理方式主要通过电力设备的主动改造完成，包括提升变流器的相数或是脉冲数、引入多重化技术、使用高功率因数变流器等等。但是，利用主动治理并不能完全消除谐波电流，因此需要重点应用被动治理的方式。

（2）被动治理

该种治理方式主要使用电力滤波器的安装实现对谐波的治理与消除。其中，安装有源滤波器的效果较好，是当前常用的一种被动治理方式。对于有源滤波器来说，其功能更为丰富、连接更为方便，且能够实现动态治理等等，有着较好的应用优势。同时，有源滤波器不会与电网阻抗发生串并联谐振，因此谐波治理效果显著。

1.3低压配电网有源电力滤波器的使用优势分析

相比于传统无源滤波器来说，有源滤波器的安装是一种更加新颖、复杂且昂贵的谐波处理方案。对于有源滤波器来说，由于其本质上属于电力电子装置，因此即便初始条件产生变化，也能够实现不同功能频率干扰的同时性消除。有源滤波器可以单独使用，将其设置与污染较为严重的设备，包括静止不间断电源的整流器等等，可以有效实现谐波抑制与消除。

有源滤波器的工作原理为：利用对电源谐波的检测，并注入相同频率但是相位相反的分量，能够确保在电源入口处完成谐波含量的降低与谐波消除。基于这一原理能够了解到，有源滤波器使得可选瞬时谐波补偿方案成为现实，明显降低了电气损耗。同时，有源滤波器还促使了功率因数的提升，且能够补偿一些不平衡的电流。在当前，有源滤波器得到了广泛的使用，在一些大功率的场合，可以将多个单元并联使用，此时容量能够达到数百千伏安。除此之外，有源滤波器还能够改善系统的平衡状况、为电网提供更多种保护，同时，还能够进行全数字式操作。其还具备较好的可拓展性，有着更好的可持续发展能力。

1.4有源电力滤波器的安装技术

（1）有源電力滤波器的安装准备

在安装有源电力滤波器前，相关人员需要展开一系列检查与准备工作，确保安装质量。在这一过程中，需要完成如下项目的检查：对有源电力滤波器的内外状况进行检查，确认是否具有运输损坏，一旦发现损坏，应立即与供应商联系调换;对有源电力滤波器的标签展开检查，确认其正确性，包括有源电力滤波器的型号、容量、主要参数等等。

在选择安装位置的过程中，由于有源电力滤波器普遍在室内安装，因此需要选择通风良好、温度在-15℃-45℃之间、最大相对湿度为95%、海平面50米以下的环境完成其安装。有源电力滤波器的内部风扇提供强制风冷，所以需要保证有源电力滤波器后部风栅、风孔的畅通。需要注意的是，要结合有源电力滤波器的安装方式完成环境的确定。例如，若有源电力滤波器的安装方式为壁挂式安装，则需要在其机箱的前进风端与后出风端预留至少150毫米的空间，确保风进出的通畅性;若是有源电力滤波器的安装方式为标准机柜式安装，则必须要使用前后门均能够通风的机架机柜。在特定情况下，可以在室内加设排气扇，避免出现温度过高的问题。若是安装环境中的尘埃较多，则应当加设空气过滤网。

（2）柜体安装技术

在有源电力滤波器的柜体安装中，可以使用与低压盘柜拼柜安装的方式完成。笔者在实践中发现，在有源电力滤波器柜体安装时，需要将其柜体放置于所需补偿母线段相关配电柜的最外侧，或是使用单独放置的方式，以此能够保证有源电力滤波器的正常运行。在安装中，要使原开关柜提供一路馈线连接源滤波器，若无法提供专用的馈线回路，也可以将该母线段任意一个水平主母线与普通动力电缆连接，此时，需要重点保证原有柜体接线的高度可靠。

同时，要确保有源电力滤波器的所有外壳均牢固安置于基座之上，并有着高可靠性的接地。在有源电力滤波器柜体安装中，相关人员还要避免其受到震动或冲击，并保证所有柜体均未倒置。

（3）电气安装技术

在电气安装中，需要完成配电柜到有源电力滤波器的电源进线电缆、柜体和配电柜到有源电力滤波器的CT二次采样控制电缆的连接。在这一过程中，需要将输入电源电缆接入有源电力滤波器柜内的进线空气断路器，并保证相序关系的合理性。在进行采样CT信号电缆的连接中，需要保证配电柜CT采样能够输出至有源电力滤波器柜CT采样接线端子，此时，应当使用屏蔽双绞电缆。必须保证控制电缆与动力电缆之间的敷设间距与国家相关标准相吻合，并确电源线的耐压、线径等满足设计要求。在电气安装的过程中，先关人员需要重点保证有源电力滤波器柜体接地可靠性，确保工作人员的人身安全。

结语

通过上面的分析和介绍，可以很明显的看出，有针对性的对于有源电力滤波器技术与发展等相关内容进行综述，是十分重要而且必要的。随着大功率开关器件得到日益广泛的应用和发展，电力系统谐波抑制及无功补偿有关方面的课题，需要尽快改变和完善，有源电力滤波技术从根本上来讲是有效处理上述问题的重要手段和方法。

参考文献

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[2]陈德，钟志强，何锋.有源电力滤波器在改善电能质量中的研究[J].智能建筑电气技术，2017，5（05）：98