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有源滤波器在LED显示屏谐波治理中的应用

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人气:-发表时间:2018-09-24 14:59【

  在LED大屏上,多电源分布式开关电源得到了广泛应用,其产生的谐波分量对电网和电气设备造成的影响日益严重,如何抑制谐波分量成为一个备受关注的问题。

  开关电源通常采用大功率半导体器件作为开关元件,按一定规律控制开关,调整占空比以调节输出电压的大小。开关电源一般由整流器和滤波电容组成,交流输入电压进入滤波器、整流器和滤波电容后变换为直流输出电压。现今,开关电源正在逐渐向高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化发展。

  LED显示屏谐波产生原因

  LED需要低压直流驱动,因此显示屏工程大量采用开关电源为显示模块提供驱动。为了降低低压直流电流在各种输送环节耗损,显示屏配电一般采用大量小功率开关电源模块,配置成分布式局部低压直流供电模式。这种实现方法在解决了低压传输损耗的同时,却带来了谐波污染和中线电流过大等问题。其原因有:

  开关电源为典型的谐波源,其谐波含量非常高,其波形为断续的尖峰波。由于一般使用的开关电源容量较小(典型的案例为手提电脑的电源),并没有引起足够的重视。但如果大量的开关电源同时工作,其产生的谐波将不可忽视,如果不加以处理,可能对供电网造成污染,对同一网内的其他设备产生不可预知的危害。

  常规三相近似平衡的负荷,其零线的正常电流一般小于相电流的30%。显示屏系统无论怎么配置负荷分布,由于显示画面的变化,终会带来瞬时三相不平衡。加之谐波电流的影响,其零线的电流可以达到相电流的280%。

  未安装有源滤波器时LED屏控制开关柜进线侧最大的总谐波电流含量98.4%,总谐波电压畸变率8.4%,零线总谐波畸变率1724.3%。其中3次谐波为最大谐波电流量,A相41.8A、B相41.7A、C相38A、零线电流122.2A,含谐波功率因数0.68,总谐波电压严重超出国标380V低压侧谐波电压畸变率THDu值≤5%的要求。较为严重的3次谐波电压超出国标380V低压侧谐波电压奇次畸变率THD≤4%的要求。

  投入安装NAD-APF有源滤波器后LED屏控制开关柜进线侧最大的总谐波电流含量降至51%,总谐波电压畸变率降至3.1%,零线总谐波畸变率94.1%。3次谐波电流量A相1.4A、B相1.1A、C相1.8A、零线电流9.8A,含谐波功率因数提高至0.81。总谐波电压畸变率THDu值降至3.3%。3次谐波电压降至低于国标要求380V低压侧谐波电压奇次畸变率THD≤4%的要求。

  NAD-APF有源滤波器保护了LED供电系统安全、稳定、经济运行,防止过电流速断保护的误动作,有利于电网和系统的安全稳定运行。

有源滤波器

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