谐波的实用抑制措施及滤波器的应用

  如果一台配电变压器所带负载的大部分为变频器又全不设线路电抗器，估计谐波的总量将超标，工程设计者面对此种情况该如何决策呢？这个问题留在后面的滤波装置一节中去讨论。
  日用电器
   日用电器主要包括计算机和电视机等，单相220V电源供电，因此将有三次谐波电流产生，并在中性线上将其合成，这是其特点，也是很困扰的问题。好在无论 GB[4]或IEC标准都对单台设备的谐波发射量作了限制(不分谐波产生的机理)，产品如果获得了“3C”认证，则应该遵从了有关GB[4]的要求，即谐波的发射量在允许的范围内。单相的电压型谐波源按理在交流电源输入端加一电抗也应可减少谐波电流，但这是产品自身的设计问题。
2.2 降低系统谐波阻抗
  由于Uh=IhXh，Xh是指谐波电压监控点上游的系统电抗，因此系统短路功率愈大时，系统电抗X愈小，因为Xh与X是正相关的关系，虽然不是简单的比例关系，但是降低系统电抗不是轻而易举的，除非有可能对单独的整流变压器原边电压升级。此外，降低系统电抗和为每台变频器配一台电抗器并不矛盾，这是两个不同的概念，不可混在一起。[FS:PAGE]
  其次，从电学原理上来理解，并联无源型(LC型)电力滤波器PPF，对指定的滤波而言是一个很低的谐波电抗和系统的谐波电抗并联，降低了总谐波电抗，也就是滤波器的低的谐波阻抗吸引了大部分的谐波电流，使流过上游系统中的谐波电流大为减少。

3　滤波器
3.1 并联滤波器的滤波电路原理
  原理详述可参看文献[5]，笔者用电路原理解释其滤波功能如下图1和图2所示。

 

 

图1     并联无源滤波器PPF  图2     并联有源滤波器
     电流分布图    电流分布图

  图1中: S—电源系统;   
 L—负载(全部谐波源负载);  
 PPF—LC型滤波器(无源); 
 PAF—有源滤波器;  
 EFA—有源滤波器产生的某h次谐波;
电势，数量上和Ih·XFA相等，但方向相反;
 Ih—由全部负载L产生的某h次谐波合成电流;   
       XFP和XFA—无源和有源滤波器支路的
   第h次谐波电抗;
Ihs—流向电源系统的某h次谐波电流;
Ihp和Iha—流向无源和有源滤波器的电流;
       Uh—分支点的某h次谐波电压。