1 引言
交－直型电力机车的大量使用使得我国电气化铁道负荷功率因数低、谐波含量高的问题尤为突出。我国电气化铁道的惯用方法是在牵引变电所安装不可调并联电容补偿装置（兼滤3次谐波）。这种方法具有安装容量较小、投资少、结构简单、运行可靠及维修方便的优点，但是存在以下问题：①其滤波特性受系统参数的影响大，并可能与系统发生谐振或谐波放大，危及系统安全；②只能消除极少数特定次的谐波，其滤波效果远不能满足要求；③由于电力牵引负荷变化剧烈，无功功率和电流随机波动，不可调补偿装置的跟随效果不佳，在运量小、无负荷和轻负荷概率较大的区段过补偿严重，当采用“反送正计”的无功计量方法时，功率因数大幅下降。
电气化铁道严重的无功和谐波污染引起了电力部门的高度重视。随着我国电力市场运作的日渐规范，电力部门采用新的计量标准并充分利用经济杠杆对电网无功和谐波进行更加严格的管理。目前，电力部门采用的无功“反送正计”的方法已经使得部分牵引变电所遭受了每年近百万元甚至更高额的罚款。由于大量的交—直型电力机车在若干年内仍将是我国电力机车的主力，所以，为适应形势的需要，必须提出一种安全、有效、经济的新方案对电气化铁道的无功、谐波污染进行综合治理。
对于无源滤波器PPF（Passive Power Filter）来说，问题①～③都存在。因此，为了解决好电气化铁道的谐波问题，必须引入有源滤波器APF（Active Power Filter）。由于有源滤波器的成本较高，本文提出将APF与PPF以及可调无功补偿装置结合，组成混合补偿器治理电气化铁道无功和谐波污染的方案。其中可调无功补偿装置对负荷无功进行动态跟踪补偿，PPF滤除电流中含量较高的某些次谐波（主要是3、5、7 次）及高次谐波，用APF弥补PPF滤波能力的不足，并防止PPF与系统发生谐振。
2 并联混合补偿器的结构
本文所提方案为在牵引供电系统27.5kV侧的两相分别安装并联混合补偿器，对电力牵引负荷产生的谐波、无功进行就地补偿。其单相系统构成如图1所示。
混合补偿器由APF、PPF及可调无功补偿装置组成。APF与PPF的配合方案有很多种，其中以APF串在PPF下部组成并联混合滤波器的方案较为经济合理[1,2]，其组成结构如图1。由于在电力牵引负荷的谐波中，3、5、7次谐波占了很大的比重，所以设计PPF由3、5、7次及高通滤波支路构成，其滤波支路固定。PPF能承担绝大部分的基波电压，在降低APF容量的同时还担负着固定无功补偿的任务。串在PPF下部的小容量的APF用来补偿PPF滤波能力的不足，吸收剩余谐波，防止PPF过载。T
