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有源濾波器在LED顯示屏諧波治理中的應用

2013-06-28 瀏覽數:727

安科瑞 徐玉麗

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

1、引言

LED大屏上,多電源分布式開關電源得到了廣泛應用,其產生的諧波分量對電網和電氣設備造成的影響日益嚴重,如何抑制諧波分量成為一個備受關注的問題。

開關電源通常采用大功率半導體器件作為開關元件,按一定規律控制開關,調整占空比以調節輸出電壓的大小。開關電源一般由整流器和濾波電容組成,交流輸入電壓進入濾波器、整流器和濾波電容后變換為直流輸出電壓。現今,開關電源正在逐漸向高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化發展。

2LED顯示屏諧波產生原因

LED需要低壓直流驅動,因此顯示屏工程大量采用開關電源為顯示模塊提供驅動。為了降低低壓直流電流在各種輸送環節耗損,顯示屏配電一般采用大量小功率開關電源模塊,配置成分布式局部低壓直流供電模式。這種實現法在解決了低壓傳輸損耗的同時,卻帶來了諧波污染和中線電流過大等問題。其原因有:

開關電源為典型的諧波源,其諧波含量非常高,其波形為斷續的尖峰波。由于一般使用的開關電源容量較小(典型的案例為手提電腦的電源),并沒有引起足夠的重視。但如果大量的開關電源同時工作,其產生的諧波將不可忽視,如果不加以處理,可能對供電網造成污染,對同一網內的其他設備產生不可預知的危害。

常規三相近似平衡的負荷,其線的正常電流一般小于相電流的30%。顯示屏系統無論怎么配置負荷分布,由于顯示畫面的變化,終會帶來瞬時三相不平衡。加之諧波電流的影響,其線的電流可以達到相電流的280%。

3LED顯示屏諧波產生的危害

諧波過大會導致零線電流過大,零線電流過大是一個嚴重的火災隱患,因為零線上沒有過流保護裝置,不相線上有保險等裝置,當電流過大時可以切斷電流。而當零線上電流過大時,只能任其溫度升高,加速電纜老化,甚至引起火災。

諧波不僅表現為電流諧波,而且由于諧波電流對電網沖擊使供電電壓含有諧波,會使電壓波形奇變嚴重,可能對電網上其他敏感設備造成不良影響,甚至使其工作異常,帶來關聯的法律責任問題,例如同樓中某公司的網絡服務器因突然停電,造成損失。

4ANAPF低壓有源濾波器在LED顯示屏中的應用

某廣場大型戶外LED顯示屏,該顯示屏供電系統有85030OW的開關電源分布式并聯運行,總功率共計250kw開關電源是典型的諧波源,在工作時具有電流諧波畸變率高、諧波含量大、諧波頻譜寬、設備為容性負載、功率因數低等用電特性。當大量的開關電源集中使用時會導致中線電流過高,功率因數低,電流諧波畸變率高等現象,從而影響了LED顯示屏正常工作。

4.1諧波治理方案

基于該現場的特點,并聯安裝一臺ANAPF型電力有源濾波器,設備參數如下:

4.2 ANAPF有源濾波裝置諧波電流估算

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 諧波治理的必要性及案例分析
閱讀下文 >> 諧波抑制在船舶電力推進系統中的應用

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