无源滤波器的计算

无源滤波器的计算
基本知识 基本原理 滤波器种类 性能特点
与补偿装置的区别 滤波器的设计 注意事项
一、基本知识
二、基本原理
原理：利用L 、C 、R 适当组合而成的装置，它与谐波源并联，构成LC 支路条件,以 吸收该频次的谐波。

还兼顾无功补偿的需要。

1、单调谐滤波器
Z fn =R fn +j(n ωs L —
)1C
n s ω
X L
X C
ＸLC
基波感抗:基波容抗:
谐波感抗:
谐波容抗:
支路阻抗:
补偿容量:
C
f X C 1
121
π
=
L
f
X
n
Ln
π2=C f
X n
Cn π
21
=
C
L f
f
X n
n
LC π
π
212-
=X
U LC
Q 2
=
L
f
X
L 1
1
2π=
L s U s
C 5L 5R
Z fn
X L
X C
R fn
谐振条件:LC
n s ω1
=
2、高通滤波器(减幅滤波器)
◆ 一阶高通：需要的电容太大，基波损耗太大，采用较少. ◆ 二阶高通：滤波性能最好，与三阶型相比,基波损耗较大。

◆ 三阶高通：滤波性能次之，但基波损耗小于二阶型。

◆ C 型高通：介于二阶与三阶之间，基波损耗最小，但易失谐，元件参数易漂移。

阻抗特性
在谐振点处，Zfn= Rfn ，因Rfn 很小，n 次谐波电流主要由Rfn 分流，很少流入电网中，而对于其他次数谐波，Zfn 》Rfn ，滤波器分流很少。

因此，只要将滤波器的谐振
次数设定为与需要滤除的谐波次数一样，则该次谐波将大部分流入滤波器，从而起到滤除该次谐波的目的。

三、无源滤波器的设计
第一步：补偿容量的确定
P —-负载有功功率,kW Φ1—-补偿前的功率因数角 Φ2——补偿后的功率因数角
第二步：计算电容、电抗参数. 1)变压器参数计算
Ω=⨯⨯=⨯=004.005.010********
22)
1(Z S V X n TR 2)滤波器参数计算
Ω=⨯=⨯=4848.010
3304003
22)
1(Z Q U X LC C
f L f X LC )1()1(1
212ππ-
=
对于n 次谐波：X LCn =0 亦即：
C
f L f n n )()(21
2ππ=
以五次滤波器（谐振频率设计为245Hz ）为例：
C
L ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯24521
2452ππ
)(2
1
ϕϕtg tg P Q -⨯=
4848
.05021
50221
2)1()1(1
=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-
=C
L C
f L f X LC ππππ 由以上计算得:L=2。

03mH C=207.91UF
第三步:根据系统的谐波情况选择电容器的额定电压、电抗器的额定电流。

第四步：根据以上确定好的参数进行谐振校验及滤除效果检验。

五、 需了解的工况
➢ 谐波源负载容量 ➢ 谐波源负载类型 ➢ 全厂变压器装机容量
➢ 谐波负载容量占供电变压器容量的比例(30％)
➢ 谐波源负载参数（变流设备脉波数、相数、电压等级，etc) ➢ 谐波负载的供配电系统一次方案
➢ 功率因数（日最小值、日最大值、日平均值） ➢ 谐波源系统母线短路容量（最小方式、最大方式）
➢ 谐波负载供电变压器参数(容量、额定电压/电流、变比、阻抗电压百分比、绕组联结组别)
➢ 变压器与整流器间的一次连接方式 ➢ 负载系数。