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有源濾波和無(wú)源濾波有什么區(qū)別

發(fā)布時(shí)間：

2021-09-15

在企業(yè)的電氣設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域中，無(wú)功補(bǔ)償與濾波產(chǎn)品的運(yùn)用頗為廣泛，然而，諸多企業(yè)對(duì)于有源濾波補(bǔ)償和無(wú)源濾波補(bǔ)償二者之間的差異卻缺乏清晰的認(rèn)知。

有源濾波與無(wú)源濾波常被人們以一種較為片面的方式去理解，部分人認(rèn)為有源濾波頗具高科技特質(zhì)，仿佛具備無(wú)所不能的神奇能力，而無(wú)源濾波則被視作傳統(tǒng)且功能局限的存在。但事實(shí)上，如此簡(jiǎn)單的認(rèn)知有失精準(zhǔn)，二者之間的區(qū)別遠(yuǎn)非這般淺顯。

從原理角度出發(fā)，為便于理解，不妨打個(gè)比方予以闡釋。諧波作為高頻電流，當(dāng)相應(yīng)的電流波形出現(xiàn)時(shí)，有源濾波設(shè)備能夠憑借自身的機(jī)制主動(dòng)生成一個(gè)與之相反的諧波分量波形，借由二者相互抵消的方式來(lái)達(dá)成濾波之目的，恰似一種巧妙的 “制衡” 策略；反觀無(wú)源濾波，更像是預(yù)先設(shè)置好特定的 “阻礙”，當(dāng)電流波形到來(lái)時(shí)，使其落入預(yù)設(shè)的 “陷阱” 之中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)濾波效果。

應(yīng)當(dāng)明確指出的是，有源濾波和無(wú)源濾波這兩種方式，絕不能簡(jiǎn)單地以優(yōu)劣來(lái)評(píng)判。二者基于不同的原理構(gòu)建，各自具備獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，并且在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中各有所長(zhǎng)，就如同不同類型的交通工具適配于不同的路況條件一般。無(wú)源濾波在某些情況下，猶如堅(jiān)實(shí)可靠的大卡車，具備強(qiáng)大的承載能力，可應(yīng)對(duì)較重的負(fù)荷，即便面對(duì)較為惡劣的工況，如路況不佳的泥濘道路，也能夠穩(wěn)定運(yùn)行；而有源濾波則好似靈動(dòng)敏捷的小轎車，更擅長(zhǎng)在良好的工況條件下，例如路況平坦的高速公路上，展現(xiàn)出高效快速的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)。若試圖以小轎車去承擔(dān)大卡車所擅長(zhǎng)的拉運(yùn)重物任務(wù)，顯然是不合適的，同理，在選擇濾波方式時(shí)，必須緊密結(jié)合具體的應(yīng)用場(chǎng)景，審慎地確定選用有源產(chǎn)品還是無(wú)源產(chǎn)品。

接下來(lái)，通過(guò)列舉兩個(gè)實(shí)際案例來(lái)進(jìn)一步明晰二者的應(yīng)用特點(diǎn)。

案例一，某工廠配備了容量為 2000kVA 的變壓器，廠內(nèi)大量使用注塑機(jī)與水泵設(shè)備，且保持著 24 小時(shí)不間斷的連續(xù)生產(chǎn)模式，其生產(chǎn)負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，運(yùn)行電流達(dá)到 2600A。在未實(shí)施補(bǔ)償措施之前，該工廠的功率因數(shù)僅為 0.78，諧波電流為 400A。針對(duì)這一實(shí)際工況，經(jīng)過(guò)綜合考量，建議采用無(wú)源濾波補(bǔ)償方式，選取 7% 電抗率進(jìn)行安全補(bǔ)償，安裝容量設(shè)定為 900kvar。作出這一選擇的主要依據(jù)在于，該工廠當(dāng)下亟待解決的核心問(wèn)題是使功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，而諧波問(wèn)題的影響程度相對(duì)較小。并且，無(wú)源濾波自身具備顯著優(yōu)勢(shì)，其運(yùn)行損耗極低，僅占千分之幾的比例，同時(shí)設(shè)備使用壽命頗為長(zhǎng)久。倘若選用有源補(bǔ)償 SVG 產(chǎn)品，不僅購(gòu)置成本高昂，而且其運(yùn)行損耗可達(dá) 3%，經(jīng)核算，每年 SVG 設(shè)備自身的耗電成本便高達(dá)約 10 萬(wàn)元，這無(wú)疑會(huì)造成不必要的資源浪費(fèi)。

再看案例二，某商業(yè)綜合體內(nèi)大量使用 LED 燈，由此引發(fā)了較為突出的諧波問(wèn)題，其中 3 次諧波含量偏高，具體表現(xiàn)為 A 相電流為 200A，B 相電流達(dá)到 250A，C 相電流為 280A，三相電流呈現(xiàn)出較為嚴(yán)重的不平衡狀態(tài)，與此同時(shí)，中性線電流高達(dá) 350A。面對(duì)此種復(fù)雜的電氣狀況，有源濾波方式展現(xiàn)出了極強(qiáng)的適用性。它能夠精準(zhǔn)地濾除 3 次諧波，有效降低零線電流，并且對(duì)三相電流不平衡的問(wèn)題予以妥善治理。經(jīng)過(guò)有源濾波處理之后，最終 ABC 三相電流基本能夠穩(wěn)定在 180A 左右。由此可見(jiàn)，有源濾波在處理諸如濾除 3 次、5 次諧波以及治理三相不平衡等方面，展現(xiàn)出了卓越的性能表現(xiàn)，與之相對(duì)，無(wú)源產(chǎn)品在應(yīng)對(duì)此類問(wèn)題時(shí)，其性能表現(xiàn)則稍顯不足。通常而言，有源產(chǎn)品在低次諧波治理方面更具優(yōu)勢(shì)，而無(wú)源產(chǎn)品則更適配于高次諧波治理工作。

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