采用并联有源滤波器治理变频器类谐波的研究时庆兵\刘华2（1安徽淮化集团设计研究院，安徽省淮南市232038；2.上海追日电气有限公司，上海市200062）出采用并联有源滤波器滤除谐波的方法。并分析了淮化集团甲胺生产线如何采用并联有源滤波器，解决因变铎器所导致的谐波问题。
近年来，我国变频调速技术已经取得了相当大的发展，安徽淮化集团甲胺生产；线中含有大量变频设备，对电能质量造成较大的干扰，变压器和电机在不同程度上均出现了温度过高和噪声较大的现象，集团公司提出了迫切的治理要求。
1谐波的危害变压器。谐波电压和谐波电流将增加变压器铜损和铁损，结果使变压器温度上升，影响绝缘能力，造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声。
电动机。谐波电压在电动机短路阻抗上产生的谐波电流和电动机负序基波电流一起使设备产生附加铜耗和铁耗，引起电机发热，甚至烧毁，并且在电动机起动时容易发展成脉动干扰力矩，这些力矩产生较大的噪声。谐波电流和负序基波电流有效值之和一般不得大于电动机额定电流的5%电容器。谐波可使电容器介质损耗增加、发热和寿命缩短；大量吸收谐波会导致电容器过流，引起熔丝熔断；电容器与电网电感形成串联谐振回路，能导致谐波的放大、电容烧毁等。在畸变电压下电容器的电流有效值为：规程规定电容器长期工作电流不得超过1.3倍额定电流。位于谐波源附近的电容器或者滤波电容器通常按较高的电流有效值特殊制造。
电子装置。谐波电压可使晶闸管触发装置发生触发错误，甚至导致设备故障。谐波也会对电网音频控制系统和计算机产生不良影响。
通信系统。在2.5kHz以下导线间电感电容耦合作用随频率呈近似线性上升，特别是较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰。
2谐波的滤除针对淮化集团这一类典型的使用变频器比较多的企业，在改善电能质量方面通常可采用且经济可行的方法是，在企业内部的主电路上装设一套i皆波滤除装置。滤除谐波的方式按工作原理主要分为“主动型”和“被动型”两类。传统的LC滤波器为“被动型”
的代表，它结构简单，控制方式较容易实现，不需要很大的经济投入，目前仍有相当多的应用。随着电力电子技术的快速发展，谐波治理技术的一个重要趋势是应用有源电力滤波器，即主动型。有源电力滤波器通过串联或并联的方式连接到主电路中，从主电路中实时检测出谐波电流，然后控制逆变电路产生一个与该谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流分量，并注人到主电路中抵消原i皆波电流，从而达到滤除谐波的目的。并联有源滤波器因其在谐波治理方面的良好性能以及在工程实施中便于安装，在目前得到相当多的应用。为并联有源滤波器的原理框图。
并联有源滤波器原理并联有源滤波器特性不受系统阻抗影响，不会与电网发生谐振，并具有篼度可控性和快速跟踪性，可以适应多台变频器不同步运行的复杂工况。可以同时辛次谐波电流，克服了LC滤波器只能针对某次谐波电流进行滤波的缺点，从而保障了良好的滤波效果，可以对系统中的所有负载进行综合治理，性价比较为合理。
3并联有源滤波器的应用淮化集团甲胺生产线共有2个低压配电房NF71变和NF73变，系统主接线图如所示。其中NF71变分别有2台变压器，容童均为1600kVA，电压等级为6.3kV/0.4kV，采用YynO连接方式，阻抗电压百分比为4 3%，2台变压器长期单独运行；NF73变也分别有2台变压器，容量均为1 250kVA，电压等级为6.3kV/0.4kV，采用YynO连接方式，阻抗电压百分比分别为4.4%，2台变压器长期单独运行。4台变压器下的主要负载都是变频器和部分整流设备，这是主要的谐波源。并联滤波装置的安装点如中所示的A、B、C、D4处。各个变压器下负载的运行方式都很类似，现以NF71变下的1号变压器为例进行分析。
该支路的短路容量为35MVA，为现场测试时所抓拍的电压畸变图和电流频谱图。从图片可以看出，谐波成分以5次和7次为主，根据测试数据分析出5次谐波电流大小为235.6A（95%概率大值，下同），7次谐波电流大小为161.2A，5次、7次谐波电流均已超出国标值所规定范围。总谐波电流大小为305.9A.系统功率因数在0.92左右。在整个测试周期中，系统总电流在665.1~1Q23.7A之间波动，在鹤时段内电流短时间的变化幅度特别大，这主要是由于生产工艺对速度、压力等物理量的要求较严格所造成的。对应在这些时段中的谐波电流分量变化也非常地大，这就对滤波装置的快速响应能力提出了较篼的要求。
电压畸变图和电流频谱图表1使用ZRAF系列并联有源滤波器前后现场测试数据比较滤波装置投人前国标值投人滤波装置后备注A相5次谐波电流95%概率大值A相7次谐波电流95%概率大值A相电压畸变率95%概率大值A相电流畸变率95%概率大值TH>桦幽MBA幽幽幽幽（a）滤波装置使用后电压畸变图（b）滤波装置使用后电流频讲图电网侧电压畸变图和电流频谱图定，原有的变压器和电机出现的温度过高和噪声较大现象均得到明显改善。
4结论淮化集团甲胺生产线因谐波电流影响所导致的各种电气故障在使用了并联有源滤波装置后得到了明显改善。并联有源滤波装置针对变频器类谐波源的治理效果具体体现为消除谐波电流、降低电气故障率、提篼电能使用效率等。随着变频器日益广泛的使用，谐波所造成的电能质量问题越来越受到社会的重视，并联有源滤波装置在治理电能质量问题方面将会有越来越多的应用。
