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摘要：电能在人们的生产、生活中已经不可或缺，电能质量的优劣直接关系到国民经济的整体效益；电网上各种非线性用电设备的大量使用，以及冲击性负荷的运用，给电力系统带来了严重的谐波污染和功率因数的明显降低，而且危害用电设备和通信系统的稳定运行，对其长远的发展是不利的，因此，采取何种谐波治理措施，就成为供配电系统领域相关管理人员面对的一个新难题，本文以三相四线制为例，探讨谐波治理问题。关键词：电力谐波治理；APF；在电工技术工程领域中，将谐波定义为：高于50Hz的电流或电压成分。一般情况下，电力系统能为其用户提供恒定工频(50Hz)的正弦波电压，但有时也会出现高于50Hz的电流或电压成分，即...

一、有源滤波器简述有源电力滤波器、是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功；三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论；APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。二、有源滤波器分类有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加一些R、C等无源元件而构成的。低通滤波器（LPF）高通...

谐波引起的更高频率电压分量在交流电机的定子会产生额外的损耗，同时会提高定子和定子周围线圈的运行温度。而非正弦电压则会进一步导致谐波电流在电机的绕组中传导。正序谐波正序谐波（谐波次数4、7、10、13等）产生的磁场和电流旋转方向与基波相同。“负序谐波（谐波数字2、5、8、11、14等）产生的磁场和电流的旋转方向与基波相反。“零序谐波零序谐波（谐波数字3、6、9、15、21等）则没有产生可用的转矩，但会产生额外损失。因此对于电机而言，谐波会产生局部过热、振动，导致能耗增加，从而降低电机的整体能量转换效率。国标《GB/T755-2019旋转电机定额和性能》也规定：电机的供电电压谐波因数（...

APF有源滤波器的应用领域1)、通信行业及各类特种电源UPS，尤其是通讯、电信、计算中心、工矿企业用的大容量负载,、机场的400Hz飞机拖动电源。注：在当今的各种数据中心机房中，大量地配备有各种型号的UPS供电系统。在这样的供电系统中，所配置的各种UPS电源及由UPS供电的各种IT设备基本上都是整流型非线性负载，谐波污染问题严重。2)、银行和和证券行业银行和证券系统采用设备自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统，实现高质量自动化管理，并且拥有很大的数据库和先进的安全监控系统，证券系统还具有大屏幕的显字系统。采用大量自动化管理系统的设备就需要高质量的电源供电。因此在银行的机房中有...

APF有源滤波装置主要特点有以下几个方面：1）补偿方式灵活：既可补谐波，又可兼补无功，可对2-51次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补偿，同时可治理三相不平衡问题；2）线性补偿，全响应时间≤5ms；3）具有人性化的人机交互界面，可通过该界面看到系统和本体的实时电能质量信息，操作简单，可以远控，也可以本控；4）采用DSP高速检测和运算的数字控制系统和进口IGBT，功率密度大，可靠性高；5）监控以及显示具备远程通讯接口，可以通过PC机实时监控；6）标准模块化设计，缩短交付周期，同时提高了使用的可靠性和可维护性。有源电力滤波器可采用壁挂和整柜方式安装，同时可实现集中和就地治理，如图2所...

APF主要由谐波检测谐波环节、脉冲调制环节、关键控制单元主电路构成。将并联型APF并联接入电网中，为了抵消电网中存在的谐波，产生的补偿电流与谐波电流大小相等方向相反达到抑制补偿的效果。有源滤波器的工作过程如下：电网中的谐波电流用谐波电流检测部分来实时检测，并对提取的电流进行分析计算，将计算后的结果送入电流跟踪部分。电流跟踪部分和母线电压控制两个部分组成了关键控制部分，将来自谐波检测部分送来的信号送到电流跟踪部分，通过控制发出PWM脉冲信号送到脉宽调制环节，用来控制每个IGBT开关管的通断，使APF输出相应的补偿电流。为了保证直流侧母线电压的稳定与电压平衡，可以利用母线电压控制来进行保持...

APF有源电力滤波器（并联型）是一种改善电能质量的电力电子装置，可以通过检测负载电流并进行各次谐波和无功电流的分离，控制滤波器输出电流，补偿电网谐波、无功和不平衡电流。（1）在换流过程中，每个功率半导体器件所承受的电压均为vdc/2，有助于逆变器电压等级和功率等级的提高，在元器件的选择方面也会留有更大的余地；（2）由于三电平NPC逆变器输出线电压、相电压波形的阶梯均多于传统两电平逆变器，因此有着较低的谐波畸变率（TotalHarmonicDistortion，THD）；（3）在直流侧电压相同、相电流相同的工况下，三电平NPC逆变器的开关损耗约为传统两电平逆变器的1/2，较小的开关损...

一、有源滤波器简述有源电力滤波器、是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功；三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论；APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。二、有源滤波器分类有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加一些R、C等无源元件而构成的。低通滤波器（LPF）高通...

APF主要应用场合1、变频设备的应用场合随着技术的进步，变频设备大量应用于各类场合，变频设备会产生大量的谐波，因此，这类场合是APF有源滤波器主要的目标市场之一。2、不稳定负荷的应用场合不稳定负荷不是APF有源滤波器的主要市场，但它是电力系统一个极其重要的方面，因为不稳定的负荷虽然所占比例不大，但是它们对电力系统产生的影响却远远大于其它负荷所造成的影响，因此对于该类应用场合也应作为APF有源滤波器的主要市场方向之一。3、钢铁厂钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发生设备，且主要是冲击性负荷，对钢铁厂附近的其它负荷有很大影响。同时，谐波问题对钢铁厂无功补偿的影响很大，所以应以无功补偿...

作为国家提出的绿色电网、节能降耗已成为现代化企业努力的目标，也是企业急需解决的问题。作为地铁车站这类市政公共交通建筑的着重系统——配电系统。实现绿色电网实质上是解决电网中存在的各种电能问题，主要是涉及到谐波与无功问题两个方面，就某条地铁线目前的电力系统状态而言，其在低压配电系统中装设有源电力滤波器进行谐波治理，但APF实际未投入。系统中的谐波问题仍然存在，因此需对该站点进行详细的测试，同时为该线路的有源电力滤波器APF进行必要性评估，对后续新开线路的有源滤波器设置提出参考意见。目前城市轨道交通普遍存在的主要电能质量问题就是功率因数、电压波动与闪变及谐波问题等。当5KV和，夜晚期间一般所...

生产设备多采用变频器控制，变频器为典型的非线性负载；在设备运行中产生的谐波会对系统中的其他电气设备造成危害，大量的谐波会造成变压器局部严重过热，谐波注入电网后会使无功功率加大，功率因数降低，甚至有可能引发并联或串联谐振，损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。供电系统中的谐波问题已引起客户的重点关注，为保证供电系统中所有的电气，电子设备能正常、和谐的工作，客户决定采取有力的措施，抑制和防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。主要负载以及其存在的电能质量问题，我们可以了解到，锂电池行业的生产过程中存在严重的谐波治理问题，其中主要的谐波问题在于生产过程中都在使用的变频器设备，它们主要存在5、...

半导体芯片制造业在国民经济中起着举足轻重的作用，相关企业的规模也越来越大，其供配电系统稳定、可靠的运维不仅是其安全生产的基本保证，还关系到产品质量和生产的顺利进行。集成电路芯片制造业属于资金和技术高度密集的精密制造行业，其生产有着明显的特点：?生产过程要求环境洁净度高，对温度和湿度均有较为严苛的要求。?生产过程中大规模使用电子器件和集成电路且自动化程度比较高。IC测试台、PLC控制的机械手、芯片制造用的晶圆机或变频控制的半导体机台都会产生大量的谐波，它们不但会造成机台设备自身的坏机现象，回流进电网的谐波电流还会引起其它回路的发热、电子开关误动作、供电电压不稳，甚至引起生产线停线、半成品...

治理谐波可分为预防和补救两方面：预防性治理是指在设备的制造和设计过程中充分考虑到其对电网的谐波注入效应，采取措施比较大限度的减少谐波的产生。补救性治理是指设备投入运行后安装附加的谐波治理设备来抵消减少系统中已有的谐波。谐波补救性方法：1、无源滤波器PPF由电容器和电抗器串联构成，并将参赛设定为对某个特定频率形成谐振，将其并联在非线性负荷接入电网的位置来吸收其产生的谐波2、有源滤波器APF其结构相对复杂，主要包括控制部分和逆变器，理论上可以针对任意频率范围内的谐波进行补偿，而不仅是对某一特定频率的谐波，并彻底恢复工频的正弦波形，但价格昂贵。3、混合型有源滤波器HAPF，是PPF和APF的...

冶金行业炼钢企业：大量采用的是中频炉加热设备，变频驱动设备。电弧炉、中频炉在正常生产时会对电网造成高次谐波、电压闪变、电压波动、电压及电流不平衡。轧钢企业：轧钢机、打磨机、电机拖动设备，都是采用变频驱动的来实现的，在设备运行过程中会产生5、7、11、13次特征谐波。卷烟行业卷烟厂的负荷种类多，包括：a、生产设备：制丝生产线、卷机包生产线、装封箱等生产线上的生产设备；这些生产设备均为变频驱动设备，谐波污染严重；b、动力中心负载:包括风机、水泵等。有大量的变设备，谐波污染严重。油田平台工程行业海上石油平台钻井设备的电动机配置如下:2组泥浆泵组的电机、绞车电机、转盘电机、顶驱电机。每一段母线...

伴随着“双碳”目标和“整县推进”的提出，新能源发电的重要性日益突出，进一步推动了分布式光伏发电的发展。随着发电比重的增加，新能源发电也逐步纳入了能监局发电厂“两个细则”的管理范围，新能源发电带来的电能质量问题日益受到重视，治理需求进一步加大。根据多方调研，存在以下电能质量问题：1.发电形式场景多样化，分布区域光照强度不一，导致不同地方出力不同，电压波动；2.系统分布式接入复杂，弱电网环境，接入电压等级多样，导致功率因数限制；3.存在发电安全风险，包括直流拉弧、自然雷击、绝缘破损、逆变器谐波放大等情况；4.有一定运维难度，原因包括电站分散难管理、故障排查不及时、屋顶运维难度大等。针对...

对于单相整流电路非线性负荷而言，传统的无源滤波器并不适用。这主要是由于其滤波效果较差，同时还会生成较大容性无功，而这部分容性无功既是非线性负荷不会用到的，也是整体电网所不需要的。因此，有关部门应当采用APF有源滤波器进行治理。在单独使用此类APF滤波器对线路中谐波电流进行检测的时候，能够生成将其抵消的补偿类电流。然而从整体效果上来看，此类APF滤波器只能够确保安装部位上游的谐波电流变小，却不能对下游线路产生效果。所以，当对上述特征加以了解后，便能够针对性地处理三次谐波污染，即将有源的APF滤波器安装到存在三次谐波的下游线路中。除此之外，经过多年实践可知，当滤波器距离三次谐波电流源头...

宝石、单晶硅、玻璃合成行业宝石、单晶硅、玻璃在合成的时候采用的加热设备都是中频炉。在中频炉的整流设备产生的谐波会对电网造成危害。整流部分的作用是把我们生活中用的50HZ的交流电变成一个脉动的直流电的过程。根据整流脉冲数的不同可以分成6脉整流，12脉整流，24脉整流等。通常的三相6脉冲桥式整流线路在工作时会对电网产生5次，7次，11次，13次和更高次的谐波干扰电流，那么此时如果不通过APF有源电力滤波器对谐波进行滤除治理，则会对供电系统造成较大的影响。如果采用三相6脉冲可控硅桥式整流线路，它们工作时产生的谐波干扰有可能造成当地电网谐波超标（取决于当地电网的短路容量，短路容量应大于40...

谐波引起的更高频率电压分量在交流电机的定子会产生额外的损耗，同时会提高定子和定子周围线圈的运行温度。而非正弦电压则会进一步导致谐波电流在电机的绕组中传导。正序谐波正序谐波（谐波次数4、7、10、13等）产生的磁场和电流旋转方向与基波相同。“负序谐波（谐波数字2、5、8、11、14等）产生的磁场和电流的旋转方向与基波相反。“零序谐波零序谐波（谐波数字3、6、9、15、21等）则没有产生可用的转矩，但会产生额外损失。因此对于电机而言，谐波会产生局部过热、振动，导致能耗增加，从而降低电机的整体能量转换效率。国标《GB/T755-2019旋转电机定额和性能》也规定：电机的供电电压谐波因数（...

APF有源滤波器的应用领域1)、通信行业及各类特种电源UPS，尤其是通讯、电信、计算中心、工矿企业用的大容量负载,、机场的400Hz飞机拖动电源。注：在当今的各种数据中心机房中，大量地配备有各种型号的UPS供电系统。在这样的供电系统中，所配置的各种UPS电源及由UPS供电的各种IT设备基本上都是整流型非线性负载，谐波污染问题严重。2)、银行和和证券行业银行和证券系统采用设备自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统，实现高质量自动化管理，并且拥有很大的数据库和先进的安全监控系统，证券系统还具有大屏幕的显字系统。采用大量自动化管理系统的设备就需要高质量的电源供电。因此在银行的机房中有...

APF应用典型行业：4)、电气化铁道及城市轨道交通行业380V系统谐波补偿，尤其是轨道交通电气化铁道10kV系统谐波及无功动态补偿。5)、石化和天然气行业采用中低压变频与调速的钻机、潜油泵、风机等6)、电力行业发电厂采用变频与调速的风机、水泵；中低压系统对无功进行动态补偿，应用在变电站7)、钢铁行业应用场合很多,各类交直交型、交交变频的轧机，各类辊类负载电弧炉，转炉、氧的升降系统，电焊机，压焊机冶金行业（尤其是有色冶金行业）各类整流、电解设备8)、水处理行业污水处理设备，臭氧发生设备（日本早期的APF很多用于本场合）9)、水泥行业煅烧用的大型转窑，变频驱动的风机10.汽车工业电焊机，各...

说到APF有源滤波器的应用领域，首先要知道，为什么要用有源滤波器？它有什么用呢？大家都知道，有源滤波器是用来治理谐波的，因此，它的作用就是滤除谐波。那为什么要治理谐波呢？因为谐波是有危害的，危害的种类有：a.造成电缆、电动机和变压器过热，导致其实用寿命下降或损坏；b.损坏敏感的设备，导致生产或者实验中断，造成重大损失；c.引发断路器误动作，区域性停止事故；d..造成电容器过载或因故障而损毁；e.导致中性线上出现大电流而引发系统故障；f..诱发电网谐振；g..电网中存在的谐波将降低供电效率；h.如谐波污染等级过高，将得不到供电部门的入网批准；再说简单点，用一句话表示就是：APF出现在...

谐波标准要求越高，对无源滤波器而言，就是滤波支路增多，其硬件造价几乎是以指数速率增长的。而对有源滤波器而言，主要是增加控制的难度和复杂度，硬件的造价基本不受影响。在配电环境日益复杂和电能质量要求越来越严格，APF有源滤波器作为谐波消除装置的优点越来越突出。APF有源滤波器定义1)、基于DC/AC电力电子技术的一种电源设备。2)、实时跟踪负载电流，实时矫正畸变的电流波形为正弦波，净化电能质量。APF有源滤波器工作原理有源电力滤波器通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小...

APF典型应用场合6、电气化铁路电气化铁路一般使用直流电机拖动，因此是一个市政方面的主要谐波源。根据现有上海、北京等地电气化铁路的运行情况，大多数系统都安装了APF滤波器。预计本产品可以达到电气铁路APF滤波器国产化的作用。7、高精度自动化生产线高精度自动化生产线本身不产生谐波，但是对于电能质量有很高的要求，因此需要在高精度自动化生产线的供电侧安装APF有源滤波器，以降低谐波对生产线的影响。8、办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所的谐波情况也非常严重，治理方法宜采用集中治理方法，以节省成本。APF滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2...

一般来说学校供电系统主要包括：学校信息中心的电脑以及UPS电源、电梯、空调机组、通风设备、照明、门禁系统、综合监控系统、等其他弱电系统。其中大量使用的供电设备主要分为三类：1.学校多媒体信息中心的电脑以及UPS电源：目前学校大多使用多媒体教学，并且越来越多的学生会选择在寝室自带电脑，因此学校当中电脑的数量非常多；此外学校图书馆服务器等数据存储系统绝大多数都配有UPS等备用电源。电脑的开关电源及UPS均为谐波源，会产生大量的3、5、7、9等（2n±1)次谐波。2.学校的照明设备：学校的照明设备大部分使用的是荧光灯，荧光灯会产生较高的3次谐波。空调：学校安装的空调基本都是变频空调，变频...

治理谐波可分为预防和补救两方面：预防性治理是指在设备的制造和设计过程中充分考虑到其对电网的谐波注入效应，采取措施比较大限度的减少谐波的产生。补救性治理是指设备投入运行后安装附加的谐波治理设备来抵消减少系统中已有的谐波。谐波补救性方法：1、无源滤波器PPF由电容器和电抗器串联构成，并将参赛设定为对某个特定频率形成谐振，将其并联在非线性负荷接入电网的位置来吸收其产生的谐波2、有源滤波器APF其结构相对复杂，主要包括控制部分和逆变器，理论上可以针对任意频率范围内的谐波进行补偿，而不仅是对某一特定频率的谐波，并彻底恢复工频的正弦波形，但价格昂贵。3、混合型有源滤波器HAPF，是PPF和APF的...

分析APF有源电力滤波器的节电性能，首先要分析谐波和无功功率带来的能量损耗问题。国际上公认的谐波定义为：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数”。一、变压器上的损耗。负载电流中含有谐波时，将在三个方面引起变压器发热的增加：1、均方根值电流。如果变压器容量正好与负荷容量相同，那么谐波电流将使得均方根值电流大于额定值。总均方根值电流的增加会引起导体损耗增加。2、涡流损耗。涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。感应电流流经绕组、铁芯以及变压器磁场环绕的其它导体时，会产生附加发热。这部分损耗以引起涡流的谐波电流的频率的平方增加。因此，该损耗是变压器谐波发热损耗的重要组成...

以广东某地铁站为例，由于该地铁站高压侧110kV和35kV无功及谐波方面已经治理，本篇文章主要突出治理。线路阻抗随着频率的升高而增加，谐波电流使线路的附加损耗增加，而供电电网的损耗大部分为变压器和线路的损耗，所以谐波是导致电网网损增加的一个重要因素。线路的分布电感和对地电容与产生谐波的设备组成串联或并联回路，在一定的参数条件下，会发生串联谐振或并联谐振，而且所产生的谐振过电压和过电流对相关设备的危害性较大。(此情况一般出现在高压环境下，在，一般忽略不计）在适当的条件下还会形成谐波放大，而谐波电压、电流放大会引起继电保护装置误动甚至损坏，造成电力火灾。同时谐波电流对线缆的肌肤效应会造...

随着社会经济的发展，电网环境越来越复杂，在用户侧和电网侧，新设备和新技术的投入使用正在严重影响电能质量。从用户侧来看，越来越多的电力电子装置使电力系统的非线性负荷明显增加，谐波污染加重，电弧炉、大型轧钢机、电力机车等冲击性、波动性负荷的运行，不仅会产生大量的高次谐波，还会产生电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题。在这种情况下建议安装APF有源电力滤波器。在电网侧，为了解决电力系统自身发展存在的问题，直流输电和新技术不断投入实际工程应用，调速电机以及无功功率补偿电容器也大量投入运营，这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重，谐波水平不断上升。另外，微网接入也会对配电主网带...

谐波标准要求越高，对无源滤波器而言，就是滤波支路增多，其硬件造价几乎是以指数速率增长的。而对有源滤波器而言，主要是增加控制的难度和复杂度，硬件的造价基本不受影响。在配电环境日益复杂和电能质量要求越来越严格，APF有源滤波器作为谐波消除装置的优点越来越突出。APF有源滤波器定义1)、基于DC/AC电力电子技术的一种电源设备。2)、实时跟踪负载电流，实时矫正畸变的电流波形为正弦波，净化电能质量。APF有源滤波器工作原理有源电力滤波器通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小...

一般来说学校供电系统主要包括：学校信息中心的电脑以及UPS电源、电梯、空调机组、通风设备、照明、门禁系统、综合监控系统、等其他弱电系统。其中大量使用的供电设备主要分为三类：1.学校多媒体信息中心的电脑以及UPS电源：目前学校大多使用多媒体教学，并且越来越多的学生会选择在寝室自带电脑，因此学校当中电脑的数量非常多；此外学校图书馆服务器等数据存储系统绝大多数都配有UPS等备用电源。电脑的开关电源及UPS均为谐波源，会产生大量的3、5、7、9等（2n±1)次谐波。2.学校的照明设备：学校的照明设备大部分使用的是荧光灯，荧光灯会产生较高的3次谐波。空调：学校安装的空调基本都是变频空调，变频...