有源电力滤波器在抑制晶闸管相控整流 电源谐波方面的应用

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有源电力滤波器在抑制晶闸管相控整流
电源谐波方面的应用 卓放1，裴云庆1，周新1，李可1，王兆安1，周嗣信2，
张曙2，张显来2，冯秀明2 （1．西安交通大学电气工程学院，陕西省 西安市710049；
2．兰州重离子加速器国家实验室，甘肃省 兰州市 730000） 摘 要：介绍了120kVA有源电力滤波器应用于重离子加速器励磁电源谐波治理方面的运行情况。重离子加速器励磁电源由于采用相控整流方式，电网的谐波污染问题比较严重。通过加装有源电力滤波装置，谐波污染问题得到了有效解决。文中对重离子加速器励磁电源的工作情况、所采用有源电力滤波器的主电路结构及控制方法等问题进行了详细论述。最后，给出了重离子加速器励磁电源在谐波治理方面的实验运行结果。
关键词：有源电力滤波器；谐波；重离子加速器 1 引言
重离子加速器励磁电源在重离子加速器的离子实验中起着重要作用。由于励磁电源对其输出的电能如稳定度、电压电流输出纹波等方面要求高，因此励磁电源大多采用以电力电子器件为主构成的电力电子装置实现。由于这些电力电子装置和非线性负载的大量使用，使谐波和无功电流大量注入电网，造成系统效率变低，功率因数变差，并对其它用户产生扰动，谐波污染问题已不容忽视。
笔者所在的科研小组长期从事有关电力系统谐波方面的研究，在国家自然科学基金的资助下，最近成功地将一台120kVA有源电力滤波器应用于重离子加速器励磁电源的谐波治理，这也是迄今为止我国在这个容量等级上的第一台有源电力滤波器应用于实践。目前设备运行取得了圆满成功，已进入试运行阶段。
2 重离子加速器励磁电源基本工作情况
该电源装置用于供给重离子加速时所需的励磁电能。电源采用了晶闸管控制的相控整流电源，整流装置采用三相全控移相桥控制电路，装置的设计容量为输出直流1300A/235V（299kW）。由于受到整流方式的限制，在装置的电网侧存在较大的电流谐波，谐波污染情况不容忽视。如当装置以额定负荷的75line-height:11.0pt;text-autospace:none'>（APF在0.04 s投入） 图4中，补偿前的谐波电流是相控整流电源带电阻性负载时电源侧的电流波形，有源电力滤波器在0.04s时投入。从波形上看，有源电力滤波器在投入后的1/4周期即可开始补偿，说明其有着良好的动态响应特性。
5 实验结果
将120 kVA有源电力滤波器应用于重离子加速器励磁电源进行谐波补偿，图5、图6分别给出了在补偿后的电源电流和电压波形以及相应的数据。
从得到的运行实验结果看，有源电力滤波器装置已经实现了当初的设想，对抑制重离子加速器供电电源中的谐波有着明显的作用，使流入电网的电流波形得到明显改善，电源电流的畸变率由原来的29.70'> [1] 卓放，胡军飞，王兆安（Zhuo Fang，Hu Junfei，Wang Zhaoan）．采用多重化主电路实现的大功率有源电力滤波器（Implementation of high capacity active power filter with main circuit of multiple performance power system technology）[J]．电网技术（Power System Technology），24(8)：5-7．
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