滤波电抗器工作原理

滤波电抗器工作原理

随着电力电子装置在工业领域里的广泛应用,以及电力电容器组在电力系统中的大量使用, 带来了电网运行中谐波分量的急剧增加,从而严重影响了电能质量,危及工业企业的安全生产和电力部门的有效运营,使得谐波问题备受人们的关注，因此滤除谐波、改善电能质量成为电力部门的重要任务。

谐波是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数。

谐波主要由谐波电流源产生：当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因而发生了畸变，由于负荷与电网相连，故谐波电流注入到电网中，这些设备就成了电力系统的谐波源。系统中的主要谐波源可分为两类：含半导体的非线性元件，如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、PWM变频器等节能和控制用的电力电子设备；含电弧和铁磁非线性设备的谐波源，如日光灯、交流电弧炉、变压器及铁磁谐振设备等。下面是谐波电流和谐波电压分别引起的危害:

➢谐波电压引起的危害

在供电网络阻抗下谐波电流产生叠加在正弦曲线50 赫兹供电网络电压上的谐波电压。从而，供电网络电压畸形。如果这些谐波分量的其中一个分量接近于一个载波控制频率，可能使载波控制器接收到错误的信号。电压谐波更进一步的影响可能是供电网电压过零点偏离。某些在电压过零点触发的电子设备( 包括功率变换器)的运行可能被严重地干扰。

目前谐波与电磁干扰、功率因数降低已并列为电力系统的三大公害。因而了解谐波产生的机理，研究消除供配电系统中的谐波问题对改善供电质量和确保电力系统安全经济运行有着非常积极的意义。

在电力系统中对谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流，以便把谐波电压控制在限定值之内，抑制谐波电流的工业措施则主要在：在谐波源处吸收谐波电流。

➢谐波吸收器，调谐的

由一个滤波电抗器和一个电容器串联组成的谐振电路并调谐为对谐波电流具有极小的

阻抗。该调谐的谐振电路用于精确地清除配电网络中的主要谐波成分。

➢谐波吸收器，非调谐的

由一个滤波电抗器和一个电容器串联组成的谐振电路并调谐为低于最低次谐波的频率以防止谐振。

滤波电抗器根据要滤除的不同次数的谐波分为不同的电抗系数：有14%、12.5%（主要滤除3次谐波）和7%、5.5%（主要滤除5，7次以上谐波）。