谐波的产生和危害-科湃电气

谐波的产生：谐波主要是由于整流或换流设备以及其它非线性负荷，导致电流波形畸变造成的。我们对这些畸变交流量进行傅立叶级数分解，即可得到50Hz的基波分量和频率为基波分量整数倍的谐波分量。

谐波的危害 

① 影响供电系统的稳定运行：供配电系统中的电力线路与电力变压器，一般采用电磁继电器，感应式继电器或新式微机保护进行检测保护，在系统中这些属于敏感元件，继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作，微机保护由于采用了整流采样电路，也及易受到谐波的影响导致误动或拒动，这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。  

② 影响电网的质量：高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加电路损耗，浪费电网容量。      

③ 影响供电系统的无功补偿设备：供电系统变电站均有无功补偿设备，当谐波注入电网时容易造成高压电容过电流和过负荷，使电容异常发热：另外谐波的存在还会加快电容器绝缘介质的老化，缩短电容的使用寿命。  

④ 影响电力变压器的使用：谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。   

⑤ 影响用电设备：谐波的存在会造成异步电机电动机效率下降，噪声增大；使低压开关设备产生误动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响精密加工设备的正常运行，影响电力电子计量设备的准确性。

APF有源电力滤波器原理介绍

50. 谐波电流滤除原理

APF通过外部系统电流互感器实时采集电流信号，控制器分离出其中的谐波电流部分， IGBT功率变换器产生与系统中的谐波大小相等相位相反的补偿电流，实现滤除系统谐波电流的功能。

APF输出补偿电流根据系统电流的谐波量变化而动态变化。另外， APF有先进的限流功能，当系统的需补偿的谐波量大于APF容量时， APF可以限制在100%额定容量输出，不会发生过载。

APF有源滤波器功能特性

1. 滤波范围：从第2到第50次谐波可选，可根据需要设定需要滤波的谐波次数和消除和谐波的目标值。
2. 无功补偿范围1~（-1），容性感性无功双向补偿
3. 响应时间≤10ms
4. 装置输出每次谐波电流均可限幅，提高装置利用率。
5. 有源滤波器采用模块化结构，当其中任一模块发生故障时，不影响其他模块的正常运行，保证装置运行的可靠性，并可方便地通过增加功率模块实现在原柜内扩容。
6. 滤波能力：＞95%。
7. 有源滤波装置的IGBT功率变换模块电路采用三电平拓扑结构，主电路采用国际著名品牌的IGBT器件，能自动根据电网运行方式的变化和负载的波动调整输出，以抵消电网中的谐波。
8. 过电流限制：采用可靠的限流控制环节，当系统中的谐波电流大于有源滤波器的治理能力时，滤波器能在自己的额定容量范围内最大限度的对谐波进行补偿，维持正常工作，不会出现过载烧毁等故障。
9. 控制器采用军工级FPGA芯片，片内双核DSP芯片，计算能力远高于传统的DSP芯片，且具有军工级抗干扰能力，不会出现控制器死机故障，可靠性高。
10. 有源滤波器输入端设置可靠的雷击浪涌保护装置，在操作过电压发生时，保护装置起到保护作用，不损坏设备。有源滤波器自身的控制装置也设置了防浪涌的措施，通过抗干扰试验。

11. 控制算法采用具有自适应能力的频域筛选矢量补偿算法，使装置补偿效果更好，成熟稳定可靠性更高。

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