滤波器参数选择

1 单谐波滤波器参数选择方法

单谐波滤波器基本参数为U CN 、Q CN 、基波容抗X C1.它们之间满足关系式：

CN

CN

C Q U X 2

1

3=

(1-1) 其中，Q CN 为三相值，电容为三角形接法。

选择参数时考虑的基本原则：①过电压要求（1.1U N ）；②过电流要求（1.3I N ）；③容量平衡。

图1-1 单谐波滤波器电路

（1）按过电压要求考虑Q CN ： CN Ch

C U U

U 1.11≤+

∑ (1-2)

设母线实际运行电压上限为U 1M ，则有M L C C C U X X X U 11

11

1-=

(1-3)

谐振时有211

h X X C L =,代入（1-3）有：M C U h h U 12211

-= (1-4) 假设谐波电流不放大且全部通过滤波器，滤波器处于全谐振状态，即fh fh R Z =，电容器中仅通过基波电流和h 次谐波电流，有：

1

1U R I U U HRU fh

h h h =

= (1-5) 因为hQ

X R C fh 1

=

,其中Q 为品质因数。代入（1-5）有： Q

U U hQ X U I HRU ch

C h h 111=

=

(1-6) 因此有: Q U HRU U h ch 1= (1-7) 将（1-7）和（1-3）代入（1-2）有：

⎥⎦

⎤⎢⎣⎡+-=Q U HRU U h h U h M CN

1122

11.11 (1-8) 因此有：

2

21233QhU HRU I U X U Q h h

CN C CN CN

=

= (1-9) (2)按容量平衡选Q CN ： ∑+

=h

C CN Q

Q Q 1 (1-10)

假设滤波器只有基波电流和h 次谐波电流流过，则：

C U Q CN CN

123ω= C U Q C C 12113ω= C

h I C h U Q h

ch

ch 12

1233ωω=

= 将上面三式代入（1-10）有：

2

1222

2

13⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛--=

M CN

CN

h CN U h h U h U I Q (1-11)

（3）按过电流选择Q CN ： 其校验公式为：CN ch

C I I

I 3.122

1≤+

∑ (1-12)

假设电容器只流过基次、h 次谐波电流

C U I c c 111ω= C h U I ch ch 1ω= 则有：()2

2

213.1CN ch c I I I =+

因此有21

2

2

212169.1c CN ch c c x U I x U =+

又因为CN

CN c Q U x 2

13=,M c U h h U 12

2

11-= 故有： ()

()

222222

22

2

122

369.131CN

CN

CN

ch

CN

CN M U Q U

I

U Q U h h

=+⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛-,则有：

2

12222169.13⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛--=

M CN

ch CN CN U h h U

I U Q (1-13)

最后由(1-9)、 (1-11)、(1-13)求的Q CN ，取其中较大的作为h 次单调谐滤波器电容器安装容量的下限。再由（1-1）确定电容值：

2

13CN

CN

U Q C ω=

(1-14)

再由谐振条件求出电感值：2

213CN

CN

U h Q L ω=

(1-15) 电阻的确定：CN

fh CQ h R 11

ω=

(1-16)

电感电流为：CN

CN

CN L U Q I I 33

.13.11== (1-17) 2 高通滤波器参数的选择

滤波器装置总的基波无功∑

1

Q 还取决于补偿的要求。在单调谐滤波器参数选定后，可确定

各次单调谐滤波器的基波输出无功：()

1

2

12

2113c h X U h h Q -= （2-1） 则高通滤波器基波无功输出为：()()∑-∑

=h H Q Q Q 111 （2-2）

如果取∑

=1

Q Q C ,C Q 为基波无功补偿量，则有：()()∑-

=h

C H Q Q Q 11 （2-3）

二阶减幅高通滤波器

设相应高次谐波电流全流入高通器而不分流，则：()

H c Q U X 12

11

3=

(2-4) ()

H h c h h hQ U I hU x I HRU 11

113=

=

(2-5) 代入不同的I h 值，最大HRU h 不超过允许值时则认为()H Q 1初选合适。否则应增大()H Q 1以满足要求。

高通滤波器的电容器电压由下式确定：