在一個(gè)理想的電力系統(tǒng)和供電系統(tǒng)中，電能是以單一固定的工業(yè)頻率(50Hz或60Hz)、正弦波電壓和電流向用戶供電的。但若有非線性負(fù)荷，如整流器、變頻器、電弧爐、電焊機(jī)等接入系統(tǒng)，會(huì)產(chǎn)生大量高次諧波電流導(dǎo)致系統(tǒng)電壓和電流波形畸變，造成電力系統(tǒng)諧波污染，對(duì)電力設(shè)備和用電設(shè)備造成危害。因此，當(dāng)注入系統(tǒng)的高次諧波電流超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限制時(shí)，就必須采取濾波措施，即采用諧波濾波裝置。

 

    鋼鐵、石油化工、冶金、煤炭以及印染等行業(yè)的負(fù)荷在工作過(guò)程中產(chǎn)生大量諧波，對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的污染，影響供電質(zhì)量。無(wú)源電力濾波裝置就近吸收諧波源產(chǎn)生的諧波電流，是抑制諧波污染的一種有效措施。無(wú)源電力濾波裝置主要由濾波電容器、空心濾波電抗器和無(wú)感電阻的適當(dāng)組合而成，運(yùn)行中與諧波源并聯(lián)，起濾波作用并兼顧無(wú)功補(bǔ)償和調(diào)壓的需要。由于它經(jīng)濟(jì)實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等原因，得到了廣泛的應(yīng)用。

 

    無(wú)源電力濾波器主要由濾波電容器、濾波電抗器和無(wú)感電阻器等適合連接組成，完成濾除諧波兼無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?。其主要的工作原理是電路的串?lián)諧振，在某一個(gè)諧波頻率下，當(dāng)電容器的容抗和電抗器的感抗相等時(shí)，其串聯(lián)等效電抗為很低值，對(duì)相應(yīng)頻次諧波表現(xiàn)出低阻抗，從而有效的一直了流向系統(tǒng)或其它符合的諧波電流，改善了系統(tǒng)的電壓畸變。

 

    按結(jié)構(gòu)和接線方式分，無(wú)源電力濾波器主要有以下幾種：?jiǎn)握{(diào)諧波濾波器、雙調(diào)諧波濾波器、C型濾波器、高通濾波器等。單調(diào)諧波濾波器是工程中使用最多的濾波器，它僅對(duì)某一次諧波起濾波作用，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)元件的工作穩(wěn)定性要求高，較小的額定值改變會(huì)帶來(lái)較大的濾波效益劣化。雙調(diào)諧波濾波器同時(shí)吸收兩種頻率的諧波，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)并聯(lián)的單調(diào)諧波濾波器，但減少了回路，基波損耗較小，只有一個(gè)電抗器承受全部沖擊電壓。這種濾波器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)諧困難，但在高壓大容量裝置中采用有一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性。高通濾波器對(duì)截至頻率以下的頻次呈現(xiàn)高阻抗，對(duì)截止頻率以上的頻次在寬廣的范圍內(nèi)呈現(xiàn)較低的阻抗值，可以一直高次諧波對(duì)系統(tǒng)的影響，其特點(diǎn)是基波損耗較小，阻抗頻率特性較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)工頻偏差及元件參數(shù)變化不敏感，故工程上應(yīng)用較多。C型濾波器是一種新型濾波器，它的基波損耗很小，適合用在較低的頻次上，但它對(duì)工頻偏差幾元件參數(shù)變化比較敏感。

 

 

    ☆ 大功率整流裝置：例如電解鋁、中頻爐、軋機(jī)等，半導(dǎo)體器件在關(guān)斷與開(kāi)通的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生與其接線方式有關(guān)的特征諧波，其流入系統(tǒng)的諧波電流會(huì)影響變壓器和電動(dòng)機(jī)等的正常工作，造成其過(guò)載甚至燒毀。

 

    ☆ 電力機(jī)車：目前各國(guó)正在運(yùn)行時(shí)用的電氣化鐵路機(jī)車大多采用交流25~35KV電源，有前應(yīng)變電站兩相供電。這就不可避免的引起三相負(fù)荷不對(duì)稱，由此向電力系統(tǒng)中一并注入諧波電流和付序電流。一般在牽引變壓器的兩個(gè)供電臂上裝設(shè)容量相同的濾波器。

 

    ☆ 含鐵磁特性器件的負(fù)荷：如變壓器，鐵心電抗器等，當(dāng)其工作在飽和狀態(tài)時(shí)，由于磁化曲線的非線性，會(huì)產(chǎn)生一定次數(shù)的諧波，其中以三次為主，當(dāng)系統(tǒng)存在并聯(lián)補(bǔ)償電容器時(shí)，電容器的容抗和系統(tǒng)感抗的一個(gè)合適比例，就會(huì)造成三次諧波的嚴(yán)重放大。

 

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