1 抑制谐波的措施

 

　　为改善非线性负载对电网质量的严重影响，抑制谐波技术措施主要包括以下几种：

 

　　(1)增大供电系统容量。

 

　　(2)采用特殊变压器相角差变换。

 

　　采用△/YnO的方法可以抑制3次和3n次谐波向压侧电网的注入;采用△/Y+△/△移相式变压器可以抑制整流器中的5次、7次谐波;采用K一13特殊变压器还可以同时抑制3-17次谐波对电网的注入。这种方式的一次性投资都比较大，而且由于特殊变压器串联在电网与负载之问，形成了附加阻抗，降低了电网的实际带载能力;当负载发生较大增容时也受到了一定的限制，其结果会使残余次谐波所产生的电压失真度增大。另外，仍无法消除低压侧的3次和3n次谐波在变压器一次侧形成环流，引起变压器发热和损耗。

 

　　(3)增加多桥式整流器的整流脉动数。

 

　　工业生产中可控硅整流器是一种最常见的变流设备，三相全控桥式整流是应用最普通的设备，也是谐波含量较高的设备，在一些有色金属冶炼中，往往采用12脉冲整流器，甚至24脉冲整流器，虽然谐波电流得以一定抑制，但一次性投资仍然很大，并且由于采用的功率电路复杂，设备的可靠性相对降低。

 

　　(4)串联电抗器。

 

　　串联电抗器对平滑谐波电流具有一定的作用，并且电路简单，制造成本低，往往应用在整流器之前，例如：变频器，调光器等。但由于其阻抗较高，损耗较大，因此其抑制谐波的作用受到限制。通常只能使电流失真度(THDI)降低50%左右。

 

　　(5)无源滤波器。

 

　　这是应用较广泛的谐波抑制手段。它是按照希望抑制的谐波次数专门度身定造的，采用电感电容的调谐原理，将高次谐波陷落在滤波器中，以减少对电网的注入。但是这种滤波器对于负载谐波频谱发生变化时，就显得软弱无力了。如果是多台滤波器并联使用或补偿的无功功率与负载的需求不一致，还可能造成供电系统的谐振现象。

 

　　(6)有源滤波装置。

 

　　有源电力滤波器作为一种新型的谐波治理技术，是消除谐波污染、提高电能质量的有效工具。早在20世纪70年代日本学者就提出了用磁补偿消谐方法。但是由于受到功率半导体器件水平的限制，有源电力滤波器还未能进入实用化阶段。随着快速、大功率电力电子开关器件的研制成功，基于瞬时无功理论的瞬时空间矢量法的提出，以及微机控制技术和数字信号处理技术的不断发展，有源滤波技术得到了极大的发展，在工业上得到了广泛的应用。

 

　　2 有源滤波装置的实际应用

 

　　2.1 有源滤波装置的原理及特点

 

　　有源滤波装置通过检测补偿对象的电压和电流，得出与负载电流中的谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流，从而使电网的电压、电流恢复为正弦波形。

 

　　有源滤波器具有如下特点：

 

　　(1)实现动态补偿，可对频率和大小均变化的谐波及变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应速度;

 

　　(2)有源滤波装置是一个高阻抗电流源，它的接入对系统阻抗不会产生影响，因此此类装置适合系列化、规模化生产;

 

　　(3)当电网结构发生变化时装置受电网阻抗的影响不大，不存在与电网阻抗发生谐波的危险，同时还能抑制串并联谐振;

 

　　(4)补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需要的储能元件不大;

 

　　(5)用同一台装置可同时补偿多次谐波电流和非整流倍次的谐波电流;

 

　　(6)当线路中的谐波电流突然增大时有源滤波器不会发生过载，并且能正常发挥作用，不需要与系统断开;

 

　　(7)装置可以仅输出所需补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率。