3 无源电力滤波器的工作原理及设计方法
如前所述,大量的谐波电流注入电网,必将导致共用电网的电压波形发生畸变,使电能质量下降，威胁电网和各种用电设备的安全运行。无源电力滤波器不仅可以有效吸收谐波，而且在基波下可以补偿无功功率，因此工程上又称之为谐波治理兼无功补偿装置(FC)，是目前最主要的谐波治理装置。
3.1 无源电力滤波器的基本构造与工作原理
通常将产生谐波的负载看作是谐波电流源,无源滤波器的作用是为谐波电流提供一个低阻抗的通路或谐振回路,通过分流非线性负载产生的谐波电流来减少流入电网的谐波电流。
无源电力滤波器由滤波电容器和电抗器串联构成一个串联谐振滤波支路,谐振于需滤除的主要谐波频率。对应于谐波频率,电容器与电抗器的阻抗相匹配,滤波器呈纯阻性,对谐波电流构成分流支路。频率低于谐振频率时,滤波器呈容性;频率高于谐振频率时,滤波器呈感性。
图4和图5分别为无源电力滤波器的主回路原理图及其谐波等效电路。
无源电力滤波器的每个滤波支路只能对应一个串联谐振点,即每个滤波支路只能吸收某一次谐波,当谐波源含有多种频率的谐波时,需要设置多个滤波支路,分别谐振于不同频率。图7中采用的四个谐振支路分别调谐于3次、5次、7次、11次频率时得到的母线阻抗频率特性曲线。
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