谐波的实用抑制措施及滤波器的应用

      (1) 无源滤波器电路:对系统S产生的谐波电压
    Uh= Ihs·Xs=Ihp·XFP
由于XFP＜＜Xs，因此Ihs＜＜Ihp Ih= Ihs＋Ihp，这样大部分谐波电流都流向滤波器，而其谐波  阻抗XFP很小，因此Uh=Ihp·XFP就可以限制到标准值以下。
(2) 有源滤波器电路:在其中可产生1个反电势其大小和IhA·XFA相等(或极接近)但方向相反，因此Uh= IhA·XFA-EFA=0。也就是说分支点的谐波电压Uh=0，谐波电流全部流向有源滤波器，理论上流向系统中的谐波电流可为0，实际上不可能，据介绍，某工程滤波前后的谐波电流为:3次为28/2A,5次为358/3.5A,7次为86/3.6A。
3.2 滤波器的结构原理及特点
(1) 无源滤波器
以5次谐波的单调谐波滤波器为例，它由电感电容串联后并联在电网上，其结线如图3。

 

 

图3      LC滤波器结线图

若忽略电阻，其5次谐波阻抗最小时，滤波效果最好，理论上可使XhC=XhL即总谐波阻抗为0，此时5ωL=1/5ωC，ω为基波角频，L、C为电感电容值。经换算ωL= 1/25×1/ωC=4%×1/ωC，即XL=4%XC为可靠起见，往往取值比4%要大。
  因此它有下列特点:
   谐波为容抗，可用来补偿无功，但事先要加以考虑，否则过补偿会使母线电压升高;
  有3次谐波，仍为容抗，3次谐波将通过此滤波器，因此必须并联装设3次谐波滤波器;
  对5次谐波为低阻抗，略有感性，5次谐波电流可大部分通过;
  对7次及更高次谐波为大电抗,无滤波作用;
  电容，仍然有可能和系统的电抗对某次谐波构成振荡回路而放大电流;
  滤波器一旦制成，性能参数难以变动，因此当电网谐波阻抗降低时，滤波效果将随之降低，当电网参数不变而谐波电流增加时，可能使滤波器过载。另一方面即使电网参数和谐波电流都不变，但由于温度变化，滤波器部件老化和其它因素都会影响滤波器性能而降低效率。此外滤波器的电抗电容值通常也会有容差即偏离其标准值 ±10%而增加了失谐度，也会降低滤波效率;
  当电网短路容量大(即电源阻抗小)时，则要求滤波器阻抗还要更小，即要求滤波器是精确调谐(锐调谐)，但由于部件性能的容差和变动(如6条所述)使滤波器的设计有很大的困难;
  周波变流器输入侧谐波频率成份复杂而且与输出频率有关。无源滤波器对此不能适应;[FS:PAGE]
  无源滤波器的最大特点是结构简单、结实、造价相对较低。