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变压器滤波装置作用

发布时间:2021-10-22 22:37:28

① 滤波器的作用是什么

滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。

滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用,可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

凡是可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器。滤波器,是对波进行过滤的器件。

注意事项:

如果决定使用板上滤波器,在布线时就要注意在电缆端口处留出一块“干净地”,滤波器和连接器都安装在“干净地”上。通过前面的讨论,可知信号地线上的干扰是十分严重的。

如果直接将电缆的滤波电容连接到这种地线上,会造成严重的共模辐射问题。为了取得较好的滤波效果,必须准备一块干净地。并与信号地只能在一点连接起来,这个流通点称为“桥”,所有信号线都从桥上通过,以减小信号环路面积。

1、并排设置:同一组电缆内的所有导线的未滤波部分在—起,已滤波部分在一起。否则,一根导线的耒滤波部分会将另一根导线的已滤波部分重新污染9使电缆整体滤波失效。

2、靠近电缆:滤波器与面板之间的导线的距离应尽量短。必要时,使用金属板遮挡一下,隔离近场干扰。

3、与机箱接:安装滤波器的干诤地要与金属机箱可靠地搭接起来,如果机箱不是金属的,就在线路板下方设置一块较大的金属板来作为滤波地。干净地与金属机箱之间的搭接要保证很低的射频阻抗。如有必要,可以使用电磁密封衬垫搭接,增加搭接面积,减小射频阻抗。

4、接地线短:考虑到引脚的电感效应,其重要性前面已讨论,滤波器的局部布线和设计线路板与机箱(金属板)的连接结构时要特别注意。

② 变频器电路中滤波器是做什么用

用并联有源滤波器治理变频器类谐波的分析摘要:文章针对变频器这一特殊谐波源设备,从变频器的工作原理入手,分析了变频器产生谐波的原因和危害,由此提出采用并联有源滤波器滤除谐波的方法。并分析了淮化集团甲胺生产线如何采用并联有源滤波器,解决因变频器所导致的谐波问题。
关键词:变频器;谐波;滤除;有源滤波器 近年来,我国变频调速技术已经取得了相当大的发展,安徽淮化集团甲胺生产线中含有大量变频设备,对电能质量造成较大的干扰,变压器和电机在不同程度上均出现了温度过高和噪声较大的现象,集团公司提出了迫切的治理要求。

1 谐波的危害

变频器主要产生5、7次等6n±1次谐波,谐波导致损耗增加和设备寿命缩短。谐波的危害主要体现在对以下几类元器件的影响:

(1) 变压器。谐波电压和谐波电流将增加变压器铜损和铁损,结果使变压器温度上升,影响绝缘能力,造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声。

(2) 电动机。谐波电压在电动机短路阻抗上产生的谐波电流和电动机负序基波电流一起使设备产生附加铜耗和铁耗,引起电机发热,甚至烧毁,并且在电动机起动时容易发展成脉动干扰力矩,这些力矩产生较大的噪声。谐波电流和负序基波电流有效值之和一般不得大于电动机额定电流的5%~10%。

(3) 电容器。谐波可使电容器介质损耗增加、发热和寿命缩短;大量吸收谐波会导致电容器过流,引起熔丝熔断;电容器与电网电感形成串联谐振回路,能导致谐波的放大、电容烧毁等。在畸变电压下电容器的电流有效值为:规程规定电容器长期工作电流不得超过1.3倍额定电流。位于谐波源附近的电容器或者滤波电容器通常按较高的电流有效值特殊制造。

(4) 电子装置。谐波电压可使晶闸管触发装置发生触发错误,甚至导致设备故障。谐波也会对电网音频控制系统和计算机产生不良影响。

(5) 通信系统。在2.5kHz以下导线间电感电容耦合作用随频率呈近似线性上升,特别是较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰。

2 谐波的滤除

针对淮化集团这一类典型的使用变频器比较多的企业,在改善电能质量方面通常可采用且经济可行的方法是,在企业内部的主电路上装设一套谐波滤除装置。滤除谐波的方式按工作原理主要分为“主动型”和“被动型”两类。传统的LC滤波器为“被动型”的代表,它结构简单,控制方式较容易实现,不需要很大的经济投入,目前仍有相当多的应用。随着电力电子技术的快速发展,谐波治理技术的一个重要趋势是应用有源电力滤波器,即主动型。
有源电力滤波器通过串联或并联的方式连接到主电路中,从主电路中实时检测出谐波电流,然后控制逆变电路产生一个与该谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流分量,并注入到主电路中抵消原谐波电流,从而达到滤除谐波的目的。并联有源滤波器因其在谐波治理方面的良好性能以及在工程实施中便于安装,在目前得到相当多的应用。图1为并联有源滤波器的原理框图。

Is—系统电流;It—检测电流;Ic—补偿电流分量

图1 并联有源滤波器原理
并联有源滤波器特性不受系统阻抗影响,不会与电网发生谐振,并具有高度可控性和快速跟踪性,可以适应多台变频器不同步运行的复杂工况。可以同时补偿各次谐波电流,克服了LC滤波器只能针对某次谐波电流进行滤波的缺点,从而保障了良好的滤波效果,可以对系统中的所有负载进行综合治理,性价比较为合理。

3 并联有源滤波器的应用

淮化集团甲胺生产线共有2个低压配电房NF71变和NF73变,系统主接线图如图2所示。其中NF71变分别有2台变压器,容量均为1600kVA,电压等级为6.3kV/0.4kV,采用Yyn0连接方式,阻抗电压百分比为4.3%,2台变压器长期单独运行;NF73变也分别有2台变压器,容量均为1250kVA,电压等级为6.3kV/0.4kV,采用Yyn0连接方式,阻抗电压百分比分别为4.4%,2台变压器长期单独运行。4台变压器下的主要负载都是变频器和部分整流设备,这是主要的谐波源。并联滤波装置的安装点如图2中所示的A、B、C、D4处。各个变压器下负载的运行方式都很类似,现以NF71变下的1号变压器为例进行分析。

图2 系统主接线图
该支路的短路容量为35 MVA,图3为现场测试时所抓拍的电压畸变图和电流频谱图。从图片可以看出,谐波成分以5次和7次为主,根据测试数据分析出5次谐波电流大小为235.6A(95%概率大值,下同),7次谐波电流大小为161.2A,5次、7次谐波电流均已超出国标值所规定范围。总谐波电流大小为305.9A。系统功率因数在0.92左右。在整个测试周期中,系统总电流在665.1~1
023.7A之间波动,在某些时段内电流短时间的变化幅度特别大,这主要是由于生产工艺对速度、压力等物理量的要求较严格所造成的。对应在这些时段中的谐波电流分量变化也非常地大,这就对滤波装置的快速响应能力提出了较高的要求。

图3 电压畸变图和电流频谱图
淮化集团甲胺生产线改造工程是综合考虑以上各方面因素后选择了上海追日电气有限公司ZRAF系列并联有源滤波器的。表1为装置使用前后的现场测试数据。图4为系统使用ZRAF系列并联有源滤波器后,电网侧电压畸变图和电流频谱图。

使用并联有源滤波装置后,系统中的各项电能质量指标均达到考核标准,整个生产线的设备运行稳定,原有的变压器和电机出现的温度过高和噪声较大现象均得到明显改善。
表1 使用ZRAF系列并联有源滤波器前后现场测试数据比较

滤波装置

投入前
国标值
投入滤

波装置后
备注
A相5次

谐波电流
235.6A
217A
75.2A
95%概率大值

A相7次

谐波电流
161.2A
154A
54.3A
95%概率大值

A相电压

畸变率
5.2%
5.0%
1.2%
95%概率大值

A相电流

畸变率
22.4%

9.4%
95%概率大值

图4 使用ZRAF系列并联有源滤波器后电网侧电压畸变图和电流频谱图
4 结论

淮化集团甲胺生产线因谐波电流影响所导致的各种电气故障在使用了并联有源滤波装置后得到了明显改善。并联有源滤波装置针对变频器类谐波源的治理效果具体体现为消除谐波电流、降低电气故障率、提高电能使用效率等。随着变频器日益广泛的使用,谐波所造成的电能质量问题越来越受到社会的重视,并联有源滤波装置在治理电能质量问题方面将会有越来越多的应用。

收稿日期:2005-07-11

作者简介:

时庆兵(1970-),男,工程师,主要从事工业电气与自控系统工程设计、智能建筑电气设计及应用软件开发与设计工作。

③ 滤波器和隔离变压器的用法

1、使用隔离变压器进行抗干扰处理。使用的方法是使用150VA 200入/200出的隔离变压器
把控制电源中的PLC电源与其他电源(动力电源,加热电源,开关电源,其他继电器控制电源)隔开。

2、电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。
3、隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器,隔离变压器用以避免偶然同时触及带电体,变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。早期为欧洲国家用在电力行业,广泛用于电子工业或工矿企业、机床和机械设备中一般电路的控制电源、安全照明及指示灯的电源。

④ 什么是变压器,电感,滤波器

1、变压器:利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。电路符号常用T当作编号的开头.例: T01, T201等。
2、电感器:能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。
3、电源滤波器:由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。

⑤ 滤波器跟网络变压器的区别

滤波器(filter),是一种用来消除干扰杂讯的器件,将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路,就是滤波器,其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。

网络变压器有很多种应用,不过相对电源变压器来说,可以归纳为用在网络上的变压器就是网络变压器
,细分下去有如下:
1. 滤波功能,保证某一频带的信号完整通过,而滤除频带之外的信号
2. 阻抗变换,主要应用在一些基站系统,接口电路上,实现系统阻抗跟传输线阻抗的匹配
3. 隔离作用,当然这个对所有变压器都适用,毕竟初次级不在同一条线路上,所以有绝缘和隔离作用。

⑥ 电源电路中的变压器、整流桥、滤波器各起什么作用

你的意思是,你有一个变压器,次级绕组有3个抽头,输出双12V交流,是吗?变压器输出是不能分正负的。
想整流得到+-12V直流可以这样,中间抽头作为地线。另外两个抽头接整流桥就可以了。整流桥的+输出,相对地线是+12V,-输出端相对地是-12V。
相当于两个全波整流电路。这种电路在音响上使用很普遍。

⑦ 三相变压器在整流滤波电路的作用

它就是变压。
有三相电抗器的,起到滤波的作用。(因为它的电流不能突变)

⑧ 电容滤波器的作用

电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。

低频滤波电容主要用于是电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。

当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。

(8)变压器滤波装置作用扩展阅读:

电容滤波器特点:

温升低:谐波滤波器回路由电容器串联电抗器组成,在某一谐波阶次形成最低阻抗,用以吸收大量谐波电流,电容器的质量会影响谐波滤波器的稳定吸收效果,电容器的使用寿命跟温度有很大的关系,温度越高寿命越低,滤波全膜电容器具有温升低等特点,可以保证其使用寿命。

损耗低:介质损耗角正切值(tgδ):≤0.0003。

安全性:符合GB、IEC标准,内部单体电容器均附装保护装置;当线路或单体电容器发生异常时,该保护装置将会立即动作,自动切断电源,以防二次灾害的发生。附装放电电阻,可确保用电及维护保养之安全。外壳采用钢板冲压而成,内外部涂上耐候性良好之高温烤漆安全性特高。

便捷性:体积小且重量轻,搬运安装极为方便。

滤波器的特征频率:

1、通带截频fp=wp/(2p)为通带与过渡带边界点的频率,在该点信号增益下降到一个人为规定的下限;

2、阻带截频fr=wr/(2p)为阻带与过渡带边界点的频率,在该点信号衰耗下降到一人为规定的下限;

3、转折频率fc=wc/(2p)为信号功率衰减到1/2(约3dB)时的频率,在很多情况下,常以fc作为通带或阻带截频;

4、固有频率f0=w0/(2p)为电路没有损耗时,滤波器的谐振频率,复杂电路往往有多个固有频率。

⑨ 无局放成套装置中,隔离滤波装置有什么作用它的电流和电压跟什么有关系

四通道局部放电成套装置 主要用于检验各种绝缘材料、绝缘结构和电工产品等耐受工频电压的绝缘水平,也作为变压器、互感器、避雷器等试品的无局部放.

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