無源濾波器和有源濾波器的區(qū)別有哪些

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1、無源濾波器和有源濾波器的區(qū)別有哪些 無源濾波器和有源濾波器的區(qū)別有哪些?2010-12-20 22：22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

2、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

3、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體器件向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅值相等、

4、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性等特點 一、無源濾波器的優(yōu)點 無源濾波器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優(yōu)點，至今仍是應用廣泛的被動諧波治理方法。 二、無源濾波器的分類 無源濾波器主要可以分為兩大類：調(diào)諧濾波器和高通濾波器。 2.1、調(diào)諧濾波器 調(diào)諧濾波器包

5、括單調(diào)諧濾波器和雙調(diào)諧濾波器，可以濾除某一次(單調(diào)諧)或兩次(雙調(diào)諧)諧波，該諧波的頻率稱為調(diào)諧濾波器的諧振頻率； 2.2、高通濾波器 高通濾波器也稱為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器，用來大幅衰減高于某一頻率的諧波，該頻率稱為高通濾波器的截止頻率。 三、無源濾波器和有源濾波器的區(qū)別 無源濾波器和有源濾波器，存在以下的區(qū)別： 3.1、工作原理 無源濾波器由LC等被動元件組成，將其設計為某頻率下極低阻抗，對相應頻率諧波電流進行分流，其行為模式為提供被動式諧波電流旁路通道；而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設備，檢測負載諧波

6、電流并主動提供對應的補償電流，補償后的源電流幾乎為純正弦波，其行為模式為主動式電流源輸出。 3.2、諧波處理能力 無源濾波器只能濾除固定次數(shù)的諧波；但完全可以解決系統(tǒng)中的諧波問題，解決企業(yè)用電過程中的實際問題，且可以達到國家電力部門的標準；有源濾波器可動態(tài)濾除各次諧波。 3.3、系統(tǒng)阻抗變化的影響 無源濾波器受系統(tǒng)阻抗影響嚴重，存在諧波放大和共振的危險；而有源濾波不受影響。 3.4、頻率變化的影響 無源濾波器諧振點偏移，效果降低；有源濾波器不受影響。 3.3、負載增加的影響 無源濾波器可能因為超載而損壞；有源濾波器無損壞之危險，諧波量大于補償能力時，僅發(fā)生補償效果不足而已。

7、3.6、負載變化對諧波補償效果的影響 無源濾波器隨著負載的變化而變化；有源濾波器不受負載變化影響。 3.7、設備造價 無源濾波器較低；有源濾波器太高。 3.8、應用場合對比分析 1.有源濾波容量單套不超過100KVA，無源濾波則無此限制； 2.有源濾波在提供濾波時，不能或很少提供無功功率補償，因為要占容量；而無源濾波則同時提供無功功率補償。 3.有源濾波目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過430V，而低壓無源濾波最高適用電網(wǎng)電壓可達3000V。 4.無源濾波由于其價格優(yōu)勢、且不受硬件限制，廣泛用于電力、油田、鋼鐵、冶金、煤礦、石化、造船、汽車、電鐵、新能源等行業(yè)；有源濾波器因無法解決的硬

8、件問題，在大容量場合無法使用，適用于電信、醫(yī)院等用電功率較小且諧波頻率較高的單位，優(yōu)于無源濾波。 無源濾波器又稱LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設計構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對主要次諧波(3、5、7)構(gòu)成低阻抗旁路；單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器都屬于無源濾波器。 無源濾波器的優(yōu)點 無源濾波器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優(yōu)點，至今仍是應用廣泛的被動諧波治理方法。 無源濾波器的分類 無源濾波器主要可以分為兩大類：調(diào)諧濾波器和高通濾波器。 調(diào)諧濾波器 調(diào)諧濾波器包括單調(diào)諧濾波器

9、和雙調(diào)諧濾波器，可以濾除某一次(單調(diào)諧)或兩次(雙調(diào)諧)諧波，該諧波的頻率稱為調(diào)諧濾波器的諧振頻率； 高通濾波器 高通濾波器也稱為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器，用來大幅衰減高于某一頻率的諧波，該頻率稱為高通濾波器的截止頻率。 無源濾波器的發(fā)展歷程 3.1、1917年美國和德國科學家分別發(fā)明了LC濾波器，次年導致了美國第一個多路復用系統(tǒng)的出現(xiàn)。 3.2、20世紀50年代無源濾波器日趨成熟。 3.3、自60年代起由于計算機技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個新臺階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價廉方向

10、努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠成為70年代以后的主攻方向。導致RC有源濾波器、數(shù)字濾波器、開關(guān)電容濾波器和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展； 3.4、到70年代后期，上述幾種濾波器的單片集成已被研制出來并得到應用。 3.5、80年代，致力于各類新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴大應用范圍。 3.6、90年代至現(xiàn)在主要致力于把各類濾波器應用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制。 當然，對濾波器本身的研究仍在不斷進行。 我國濾波器行業(yè)現(xiàn)狀 我國廣泛使用濾波器是50年代后期的事，當時主要用于話路濾波和報路濾波。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，我國濾波器在研制、生產(chǎn)和應用等方面已納入國際發(fā)展步伐，但

11、由于缺少專門研制機構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不上來，使得我國許多新型濾波器的研制應用與國際發(fā)展有一段距離。 無源濾波器和有源濾波器的區(qū)別 無源濾波器和有源濾波器，存在以下的區(qū)別： 工作原理 無源濾波器由LC等被動元件組成，將其設計為某頻率下極低阻抗，對相應頻率諧波電流進行分流，其行為模式為提供被動式諧波電流旁路通道；而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設備，檢測負載諧波電流并主動提供對應的補償電流，補償后的源電流幾乎為純正弦波，其行為模式為主動式電流源輸出。 諧波處理能力 無源濾波器只能濾除固定次數(shù)的諧波；但完全可以解決系統(tǒng)中的諧波問題，解決企業(yè)用電過程中的實際問題，且

12、可以達到國家電力部門的標準；有源濾波器可動態(tài)濾除各次諧波。 系統(tǒng)阻抗變化的影響 無源濾波器受系統(tǒng)阻抗影響嚴重，存在諧波放大和共振的危險；而有源濾波不受影響。 頻率變化的影響 無源濾波器諧振點偏移，效果降低；有源濾波器不受影響。 負載增加的影響 無源濾波器可能因為超載而損壞；有源濾波器無損壞之危險，諧波量大于補償能力時，僅發(fā)生補償效果不足而已。 負載變化對諧波補償效果的影響 無源濾波器隨著負載的變化而變化；有源濾波器不受負載變化影響。 設備造價 無源濾波器較低；有源濾波器太高。 應用場合對比分析 1.有源濾波容量單套不超過100KVA，無源濾波則無此限制； 2.有源濾波

13、在提供濾波時，不能或很少提供無功功率補償，因為要占容量；而無源濾波則同時提供無功功率補償。 3.有源濾波目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過450V，而低壓無源濾波最高適用電網(wǎng)電壓可達3000V。 4.無源濾波由于其價格優(yōu)勢、且不受硬件限制，廣泛用于電力、油田、鋼鐵、冶金、煤礦、石化、造船、汽車、電鐵、新能源等行業(yè)；有源濾波器因無法解決的硬件問題，在大容量場合無法使用，適用于電信、醫(yī)院等用電功率較小且諧波頻率較高的單位，優(yōu)于無源濾波。 主要發(fā)展情況 由于無源濾波的具有大容量低價位的優(yōu)點，鋼鐵行業(yè)的濾波都采用無源濾波，目前國內(nèi)濾波市場(電力諧波治理市場)上主要以無源濾波為主。國際上以ABB、諾基亞、施耐德、西門子為代表，國內(nèi)以溫州清華電子、山大華天、哈工大、西安賽博、綠波杰能為代表。發(fā)展形勢以快速反映，諧波治理徹底，綜合控制為主。 x