有源濾波與無源濾波的區(qū)別及優(yōu)缺點

無源濾波器：這種電路主要有無源元件R、L和C組成。

有源濾波器：集成運放和R、C組成，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點。集成運放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。但集成運放帶寬有限，所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。

無源濾波裝置

該裝置由電容器、電抗器，有時還包括電阻器等無源元件組成，以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達到抑制高次諧波的作用；由于SVC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)擴大到容性區(qū)，所以濾波器與動態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián)，這樣既滿足無功補償、改善功率因數(shù)，又能消除高次諧波的影響。

　　國際上廣泛使用的濾波器種類有：各階次單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、二階寬頗帶與三階寬頻帶高通濾波器等。

　　1）單調(diào)諧濾波器：一階單調(diào)諧濾波器的優(yōu)點是濾波效果好，結(jié)構(gòu)簡單；缺點是電能損耗比較大，但隨著品質(zhì)因數(shù)的提高而減少，同時又隨諧波次數(shù)的減少而增加，而電爐正好是低次諧波，主要是2～7次，因此，基波損耗較大。二階單調(diào)諧濾波器當品質(zhì)因數(shù)在50以下時，基波損耗可減少20～50％，屬節(jié)能型，濾波效果等效。三階單調(diào)諧濾波器是損耗最小的濾波器，但組成復(fù)雜些，投資也高些，用于電弧爐系統(tǒng)中，2次濾波器選用三階濾波器為好，其它次選用二階單調(diào)諧濾波器。

　　2）高通（寬頻帶）濾波器，一般用于某次及以上次的諧波抑制。當在電弧爐等非線性負荷系統(tǒng)中采用時，對5次以上起濾波作用時，通過參數(shù)調(diào)整，可形成該濾波器回路對5次及以上次諧波的低阻抗通路。

有源濾波器

雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單及維護方便等優(yōu)點，在現(xiàn)階段廣泛用于配電網(wǎng)中，但由于濾波器特性受系統(tǒng)參數(shù)影響大，只能消除特定的幾次諧波，而對某些次諧波會產(chǎn)生放大作用，甚至諧振現(xiàn)象等因素，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器（Active PowerFliter，縮寫為APF）。

　　APF即利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達到實時補償諧波電流的目的。它與無源濾波器相比，有以下特點：

    a．不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變，補償無功，有一機多能的特點，在性價比上較為合理；

    b．濾波特性不受系統(tǒng)阻抗等的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險；

c．具有自適應(yīng)功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波，即具有高度可控性和快速響應(yīng)性等特點。

　有源濾波器的優(yōu)點

?

1、節(jié)能5%～8%

2、降容減少變壓器、斷路器、電纜投資

3、提高生產(chǎn)率和保持連續(xù)供電

4、可動態(tài)濾除各次諧波，對系統(tǒng)內(nèi)的諧波能夠吸收

5、不會產(chǎn)生諧振

?

有源濾波器的缺點

?

1、造價太高

2、受硬件限制，在大容量場合無法使用：有源濾波容量單套不超過100千伏安，目前適用電網(wǎng)電壓不超過690伏

有源濾波相對于無源濾波的優(yōu)勢

?

1、從設(shè)計角度分析：有源濾波裝置與無源濾波裝置相比較，有源濾波裝置只需估算諧波電流值，而無需考慮電網(wǎng)阻抗、特征諧波以及仿真驗證等因素，絕不會產(chǎn)生類似無源濾波裝置設(shè)計不當而發(fā)生諧振事故的可能。設(shè)計簡單，可實現(xiàn)標準化設(shè)計，使方案統(tǒng)一。

2、從安裝角度分析：無源濾波裝置只適用于在諧波源處就地治理安裝，集中補償將不能避免諧振發(fā)生，采用有源濾波裝置既可以在諧波源處安裝，也可以在變電所集中治理，以減少治理成本。

3、從治理效果分析：有源濾波裝置專門檢測諧波，治理諧波，而且可以同時針對多次諧波同時濾波，理論濾波率大于90%，而無源濾波裝置由于必須考慮電網(wǎng)諧振，LC回路一般必須偏離諧振點，導(dǎo)致理論濾波率小于70%。

4、從經(jīng)濟角度分析：同一諧波含量的電網(wǎng)采用有源濾波裝置比采用無源濾波裝置更經(jīng)濟，主要體現(xiàn)在裝置容量較小，濾波率高，如采用集中治理取代分散治理則裝置容量與分散治理的無源濾波裝置更小。從經(jīng)濟角度來講，有源濾波裝置具有更高的性價比。

5、從治理方式分析：有源濾波裝置可實現(xiàn)動態(tài)全自動實時治理，而無源濾波裝置只能進行靜態(tài)治理，而且必須要人工操作，根據(jù)諧波源工作狀態(tài)決定投切。

6、從節(jié)能角度分析：有源濾波裝置由于容量要遠遠小于無源濾波裝置，因此損耗小于無源濾波裝置，采用有源濾波裝置更加節(jié)能。