有源滤波器APF如何在冶金行业谐波治理中大展身手

一、冶金行业电能质量特点：

1、现代工业的发展对金属的需求量越来越大，使冶金行业迅速发展起来。冶金企业的用电设备具有容量大、大部分为感性负荷、负荷冲击大起制动快速性、自动化程度高、工作连续性等特点；

2、用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动交流电动机变频调速驱动变压器、电抗器电力电子装置等非线性负载。

3、轧机、电弧炉等冶金设备使电网电压发生波动和闪变，三相不平衡、电网功率因数低、线路损耗增加、谐波含量超标，已造成谐波公害，严重危害电力系统的安全运行和电气设备的安全经济运行。

因此，解决好冶金配电系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证电力系统电能质量及安全运行，降低损耗，提高用电设备效率等具有重要意义。

二、典型负载

1、电弧炉：电弧电阻的非线性和瞬变性会产生高次谐波；交流电炉运行时由于三相电弧不对称，会产生负序电流；

2、精炼炉：与电弧炉相比,精炼炉的炉况比较平稳，不存在熔化期，有功及无功变化相对稳定，虽没有电弧炉对电网影响大，但对供电质量及用电设备也存在很大的影响；

3、中频炉：中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至20HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，由于负荷变动小，效率高，无功波动较小；功率因数较高，但会产生大量的谐波。

三、谐波和无功对冶金行业供电系统的危害

冶金企业的用电设备具有容量大,大部分为感性负荷,负荷冲击大,起制动频繁,快速性, 自动化程度高, 工作连续性等特点, 是用电的大户. 用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动，交流电动机变频调速驱动，变压器，电抗器，电力电子装置等非线性负载.。轧机,电弧炉等冶金设备使电网电压发生波动和闪变，三相不平衡,电网功率因数低,线路 损耗增加,谐波含量超标,已造成谐波公害,严重危害电力系统的安全运行和电气设备的安全经济运行。因此, 解决好电力系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证电力系统电能质量及安全运行, 降低损耗, 提高用电设备出力等具有重要意义。

四、冶金行业电能质量治理解决方案

1、利用SVG实现无功补偿

提高冶金行业供电可靠性和电能质量的传统做法是加设晶闸管投切电容、晶闸管控制电抗器和磁控电抗器等无功补偿设备,并采用LC滤波器减小谐波畸变的影响,与传统的无功补偿装置相比,SVG能够实时动态补偿，不会发生过补，欠补，可以稳定系统电压。

2、 利用APF有源滤波器进行动态滤波

冶金行业负载中含有变频器和整流器，变频器和整流器是典型的谐波源，会严重影响电力系统稳定性。针对冶金行业电网谐波现状,治理谐波及三相不平衡的最佳解决方案是采用有源滤波技术,一般而言,有源滤波器(受控电流源)与一个产生谐波的负荷并联连接,该受控电流源产生与负荷的谐波电流大小相同相位相反的补偿电流,以此来消除负荷产生的谐波对配电网的影响。