有源电力滤波器在有色行业轧机上的应用

目前，许多变电所的负荷中含有大量的非线性负荷，如整流装置、交—交变频装置、炼钢电弧炉、电力机车、交流电焊机、计算机的开关电源、带电子镇流器的荧光灯，它们工作时的电流也是非正弦电流。谐波电流流经系统中包括发电机、输电线、变压器在内的各种阻抗元件时，必然产生非正弦的电压降，使交流系统内的各点的电压波形也发生不同程度的畸变。电压畸变的程度取决于负荷容量与电网容量的相对比值以及供电系统对谐波频率的阻抗，畸变的电压反过来对整流装置从系统中取用的电流波形又有影响。因而谐波电流和谐波电压是相伴而生、相互影响的。谐波对用电设备的正常运行会产生如下**影响，因此需在供电线路上设置有愿滤波器解决谐波问题。

1.谐波产生**影响的种类

1.1通讯干扰

由于非线性负荷供电系统产生的谐波对与其邻近的通讯线路产生静电感应及电磁感应，在通讯系统内产生**影响。

1.2对同步发电机的影响

电力系统中的同步发电机，特别是以非线性负荷为主或以发电电压直接供给非线性负荷的同步发电机，高次谐波对其有较大**影响。谐波电流引起定子特别是转子部分的附加损耗和附加温升，降低了发电机的额定输出。

1.3电力电容器的影响

由于电容器的容抗和频率成反比，电力电容器对谐波电压*为敏感。谐波电压加速电容器介质老化，介质损失系数增大，容易发生故障和缩短寿命，谐波电流常易使电容器过负荷和出现不允许的温升。电容器与电力系统还可能发生危险的谐振。此时，电容器成倍地过负荷，响声异常，熔断器熔断，使电容器无法运行。伴随着谐振，在谐振环节常出现过电压。

1.4电缆线路绝缘的影响

对电缆线路，非正弦电压使绝缘老化加速，漏泄电流增大；当出现并联谐振过电压时，可能引起放炮并击穿电缆。

1.5对变压器的影响

谐波电压使变压器激磁电流增大，频率变坏，并恶化其功率因数。谐波放大会造成主变声音异常。

1.6对测量仪表的影响

高次谐波对感应型有功和无功电度表会引起误差，频率愈高，误差愈大，且均为负误差。

1.7对继电保护自动装置等的影响

当谐波电压水平教高时，对供电系统的电压自动调节的误差有所增加。负序系统的高次谐波电流对具有负序电流滤波器的继电保护装置有**影响。谐波电流恶化甚至破坏利用电力线路作为联系通道的运动装置的工作。高次谐波对脉冲———相位控制的可控硅（晶闸管）整流装置的工作，可能造成脉冲丢失而烧坏可控硅管。由于谐波的这些危害，所以在设计和建设非线性负荷的配电所时，必须按国家制定的谐波标准《电能质量公用电网谐波》GB／T14549－93采取抑制和消除谐波的措施。

抑制和消除谐波，主要归结为抑制和消除谐波电压，使电压畸变率符合国家标准；使注入公共连接电的谐波电流符合国家标准。

2.产生谐波的类型

谐波负荷电流是由所有的非线性负荷所产生的，有以下几类：

①开关模式电源（SMPS）；②电子荧光镇流器；③调速的传动装置；④不间断电源（UPS）；⑤磁性铁芯装置。

3.KYYLB有源电力滤波器的原理和工作特点

3.1KYYLB有源电力滤波器原理

KYYLB有源电力滤波器的工作原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，以抵消原线路谐波源所产生的谐波，从而使电网电流只含有基波分量。其中核心部分是谐波电流发生器与控制系统，及其工作靠数字信号处理（DSP）技术控制快速绝缘双极晶体管（IGBT）来完成。

3.2KYYLB有源电力滤波器系统组成

KYYLB有源电力滤波器系统主要由两大部分组成，即指令电流检测电路和补偿电流发生电路。指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。补偿电流发生电路的功能是根据主电路产生的补偿电流，计算出主电路各开关器件的触发脉冲，此脉冲经驱动电路后作用于主电路。这样电源电流中只含有基波的有功分量，从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。根据同样的原理，KYYLB有源电力滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。

3.3KYYLB有源电力滤波器特点

KYYLB有源电力滤波器投入工作后，对抑制供电电源中的谐波有着明显的作用，治理后谐波含量小于5％，使流入电网的谐波电流波形得到明显改善，电网电压的波形也得到明显的改善，节能效果也很明显，不需要建立谐波通路，装置本身的能耗也很低。KYYLB有源电力滤波器*大的特点是对变化的谐波进行快速的动态跟踪，它跟据负荷的谐波进行动态的补偿，它不但能滤去高次谐波而且能对基波无功进行补偿，达到负荷的电流波形和系统的电压波形一致，从而实行一机多能，是谐波治理的理想装置。与KYLB无源滤波装置相比，具有高度的可控性和快速的响应特性，并且能跟踪补偿各次谐波，自动产生所需要变化的无功功率。其特性不受系统影响，无谐波放大的威胁，相对体积重量较小。随着KYYLB有源电力滤波器在我国的不断推广应用，也带来了巨大的经济效益和社会效益。

4.结束语

KYYLB有源电力滤波器作为提高系统经济性、**稳定性及改善供电质量的关键技术之一，在世界范围内应用发展很快。随着KYYLB有源电力滤波器的理论和实验上取得一定的进展，有色行业中由于轧机容量大，负荷每个道次谐波参数变化大，KYLB无源滤波装置很难满足有色行业大型轧机的工作特性。因此KYYLB有源电力滤波器在有色行业大型轧机上的应用具有无可比拟的优势，随着技术的成熟和价格的不断降低将逐步得到广泛的应用。通过以上分析，有色行业轧机供电母线上安装KYYLB有源电力滤波器，将很好的解决由谐波引起的一系列问题，提高系统的供电质量，保证设备的可靠**的运行。