【文章內(nèi)容簡介】 較大的影響，會造成介損和溫升的增大，使電纜的絕緣水平 下降及損壞率增高。 4： 諧波對繼電保護(hù)和自動裝置的影響。諧波的嚴(yán)重超標(biāo)容易引起繼電保護(hù)和自動裝置誤動和拒動，使微機(jī)保護(hù)動作頻繁。 5： 諧波對網(wǎng)損的影響。諧波功率和諧波電能是有害無益的，諧波在電力系統(tǒng)和用戶電氣設(shè)備上都要造成附加損耗，諧波功率本身可以說完全是損耗，從而造成網(wǎng)損的增大。 在電力系統(tǒng)中對諧波的抑制就是如何減少或消除注入系統(tǒng)的諧波電流，以便把諧波電壓控制在限定值之內(nèi)，抑制諧波電流主要有三方面的措施： 降低諧波源的諧波含量 也就是在諧波源上采取措施，最大限度地避免諧波的產(chǎn) 生。這種方法比較積極，能夠提高電網(wǎng)質(zhì)量，可大大節(jié)省因消除諧波影響而支出的費(fèi)用。具體方法有： 增加整流器的脈動數(shù) 整流器是電網(wǎng)中的主要諧波源，其特征頻譜為： n＝ Kp177。1 ，則可知脈沖數(shù) p增加， n 也相應(yīng)增大，而 In≈I1 ／ n，故諧波電流將減少。因此，增加整流脈動數(shù)，可平滑波形，減少諧波。如：整流相數(shù)為 6相時， 5次諧波電流為基波電流的 18． 5％， 7 次諧波電流為基波電流的 12％，如果將整流相數(shù)增加到 12 相，則 5 次諧波電流可下降到基波電流的 4． 5％， 7 次諧波電流下降到基波電流的3％。 脈寬調(diào)制法 采 用 PWM，在所需的頻率周期內(nèi)，將直流電壓調(diào)制成等幅不等寬的系列交流輸出電壓脈沖可以達(dá)到抑制諧波的目的。在 PWM 逆變器中，輸出波形是周期性的，且每半波和 1／ 4波都是對稱的，幅值為 177。1 ，令第一個 1／ 4 周期中開關(guān)角為 γi（ i＝ 1， 2， 3??m ），且 0≤γ1≤γ2≤??≤γm≤π ／ 2。假定 γ0 ＝ 0， γm＋ 1＝ π ／ 2，在（ 0， π ）內(nèi)開關(guān)角 α ＝ 0， γ1 ， γ2 ， ?? ， γm ， π － γm ， ?? ，π － γ2 ， π － γ1 。 PWM 波形按傅里葉級數(shù)展開， 由式可知，若要消除 n 次諧波，只需令 bn＝ 0，得到的解即為消除 n 次諧波的開關(guān)角 α 值。 三相整流變壓器采用 Y－ d（ Y／ Δ ）或 D、 Y（ Δ ／ Y）的接線 這種接線可消除 3 的倍數(shù)次的高次諧波，這是抑制高次諧波的最基本的方法 無源濾波器 無源濾波器，又稱 LC濾波器， 由電容器、電抗器，有時還包括電阻器等無源元件組成，以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達(dá)到抑制高次諧波的作用 。 無源濾波器工作原理圖 無源濾波器安裝在電力電子設(shè)備的交流側(cè)，由 L、 C、 R 元件構(gòu)成諧振回路，其工作原理是：當(dāng) LC 回路的諧振頻率和某一高次諧波電流頻率相同時，即可阻止該次諧波流入電網(wǎng)。 無源濾波器可分為 單調(diào)諧濾波器和高通濾波器 及雙諧濾波器等 ,原理上兩者完全相同 ,均為 LC串聯(lián)諧振回路。 無源濾波器 單調(diào)諧波濾波器 單調(diào)濾波器及阻抗頻率特性 其原理為： ）（ Cn 1LnjRZssfnfn ???? 令 fnfn RZ ? 得 Lns? = Cn1s? 又因?yàn)?nf2s ??? 推出LCf2 1LC1n ns ?? ?? s? 為角頻率， 下標(biāo) fn 表示第 n 次單調(diào)諧濾波器 ， n為諧波次數(shù)，當(dāng)諧波頻率與諧振頻率相同時，濾波器對該頻率的諧波阻抗最小，因此可以將該次諧波短路過濾。 高通濾波器 圖 21高通濾波器 高通濾波器有一階減幅型（圖 21 a）、二階減幅型（圖 21 b）、三階減幅型（圖 21 c）和 C 型（圖 21 d）四種。 這四種高通濾波器的對比： 1) 一階高通濾波器由于基波損耗太大，需要的電容也很大，一般不采用。 2) 二階高通濾波器的濾波性能最好，結(jié)構(gòu)簡單，工程應(yīng)用較多，但相對于三階高通濾波器而言其基波 損耗較大。 3) 三角高通濾波器對基波的阻抗較大，基波的損耗很小，但濾波性能不夠好，實(shí)際應(yīng)用較少。 4) C 型高通濾波器的性能介于二階與三階之間，存在基波串聯(lián)諧振支路，可大大減小基波損耗，有一定的應(yīng)用價值，但它是通過犧牲較大的投資來換取較小的基波損耗，而且它對基波頻率偏差及元件參數(shù)變化比較敏感。 二階高通濾波器對 n次諧波的阻抗為： LjhR LRjhCjhZ sss ??? ??? 1 二階高通濾波器 阻抗頻率特性 雙調(diào)諧濾波器 雙調(diào)諧濾波器及阻抗頻率特性 如圖 25 所示為雙調(diào)諧濾波器的原理圖，它有兩個諧振頻率，能同時 吸收這兩個頻率的諧波，其作用等效于兩個并聯(lián)的單調(diào)諧濾波器。雙調(diào)諧濾波器的阻抗特性可以看作由上段 1L 、 1C 、 1R 串聯(lián)阻抗 1Z 和 下段 2L 、 2R 與 2C 、 3R 并聯(lián)阻抗 2Z 串聯(lián)相加組成，濾波器阻抗： 21 ZZZ ?? 采用雙調(diào)諧濾波器代替兩個單調(diào)諧濾波器，可以減少基波的損耗，降低 L2上的沖擊電壓。雙調(diào)諧濾波器正常運(yùn)行時，由于并聯(lián)支路的基波阻抗比串聯(lián)支路的基波阻抗小得多，因此并聯(lián)支路所承受的基波電壓遠(yuǎn)小于串聯(lián)支路所承受的基波電壓。由于雙調(diào)諧濾波器比兩個單調(diào)諧濾波器成本低，近年來在一些高壓電流輸電工程中得到了應(yīng)用。 由于具無源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，無源濾波是目前采用的抑制諧波及無功補(bǔ)償?shù)闹饕侄巍５珶o源濾波器存在著許多缺點(diǎn)， 如濾波易受系統(tǒng)參數(shù)的影響；對某些次諧波有放大的可能；耗費(fèi)多、體積大等。因而隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器。 有源濾波器 即利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與原有諧波電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達(dá)到實(shí)時補(bǔ)償諧波電流的目的。 與無源濾波器相比， APF 具有高度可控性和快速響應(yīng)性，能補(bǔ)償各次諧波，可抑制閃變、補(bǔ)償無功，有一機(jī)多能的特點(diǎn)；在性價比上較為合理；濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險；具有自適應(yīng)功能，可自動跟蹤補(bǔ)償變化 著的諧波。目前在國外高低壓有源濾波技術(shù)已應(yīng)用到實(shí)踐，而我國還僅應(yīng)用到低壓有源濾波技術(shù)。隨著容量的不斷提高，有源濾波技術(shù)作為改善電能質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，其應(yīng)用范圍也將從補(bǔ)償用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量的方向發(fā)展。 有源諧波調(diào)節(jié)器的基本工作原理如下圖 有源諧波調(diào)節(jié)器的基本工作原理 有源諧波調(diào)節(jié)器工作原理框圖如下圖 有源諧波調(diào)節(jié)器工作原理框圖 指令電流檢測電路從負(fù)載電流中分離出諧波電流分量和基波無功電流，然后將其反極性作用后發(fā)生補(bǔ)償電流的指令信號。電流跟蹤控制電路的功能是根據(jù)主電路產(chǎn)生的 補(bǔ)償電流，計算出主電路各開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖，此脈沖經(jīng)驅(qū)動電路后作用于主電路。這樣電源電流中只含有基波的有功分量，從而達(dá)到消除諧波與進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)哪康?。根?jù)同樣的原理，電力有源濾波器還能對不對稱三相電路的負(fù)序電流分量進(jìn)行補(bǔ)償。 電力有源濾波器的主電路一般由 PWM 逆變器構(gòu)成。根據(jù)逆變器