摘要: “图外三谈谐波”共三文：“一谈”为“概述”、“二谈”为“治理措施”、“三谈”为“讨论及建议”，总体给出谐波的整体轮廓及综合治理的理念。本文“二谈”系“一谈”的继篇，首先介绍了减小谐波污染的六类主动措施;接着介绍了减小谐波污染的两大类被动措施，文中涉及正在研发的新技术仅供参考。

　　此“图外三谈谐波”为继“图外谈照明”、“图外再谈照明”的姊妹篇，亦系沉思指导实践环节教学，以“图外谈设计”形式，倡“弹指CAD，勿忘据理论”的工程观。

　　关键词:电磁兼容; 谐波抑制; 无功功率补偿;功率因数; 电能质量

　　Abstract：There are three articles of "discussion about harmonics without drawing:"For the “first” article refers to “general overview”, for the “second” refers to “control measures” and for the “third” refers to “discussion and suggestion”, which totally endows philosophy upon overall outline and comprehensive treatment of harmonics. This “second” article refers to the inheriting section of the “first” one, it firstly introduces six kinds of active measures to reduce harmonics pollution; and then introduces two kinds of passive measures to reduce harmonics pollution. The new technologies involved in this article are only for references

　　This article of the third "discussion about harmonics without drawing” is the sister section in succession of “discussion about lighting without drawing” and “re-discussion about lighting without drawing”, which is also the thinking teaching of instruction and practice. In form of “discussion designed without drawing”, the engineering concept of “advocating both CAD and theory” prevail.

　　Key words：Electromagnetic compatibility, harmonic suppression, reactive power compensation, power factor, quality of electric energy.

　　中图分类号： R187+.7 文献标识码：A 文章编号：

　　1、减小谐波污染的主动措施

　　主动措施是通过改变非线性负载的电路拓扑结构和控制方法，使之少产生，甚至不产生谐波。

　　1.1加强系统承受谐波的能力

　　1.1.1增大系统容量，可以增强系统承受谐波的能力并降低系统的谐波电压水平，但这有待于电力系统的发展。

　　1.1.2将谐波源负荷改由容量较大的母线供电，或改由高一等级电压的电网供电。

　　1.2中小功率非线性负载在电源和负载级间联APFC

　　APFC为校正电源输出电流波形和相位作用的有源功率因素校正器。它一般采用有源两级多开关或两级单开关结构，处理负载消耗的所有功率。有源开关承受较大的电压、电流应力，开关损耗大。目前单相有源功率因素校正技术已成熟，各公司已推出各种专用芯片，应用己很方便。实际电网中三相电力电子设备占有很大比重，然而三相有源功率因素校正技术却尚未成熟，因此对APFC的研究将是这一领域今后发展的重点。

　　1.3大功率非线性负载

　　因其技术含量高，难度大，普遍存在成本高、效率低，运用尚不普遍。改造方法有三种：

　　1.3.1改用脉宽调制技术，如PWM整流;

　　1.3.2多重化技术，如多脉整流;

　　1.3.3两者的结合。

　　1.4变压器选型

　　由于电力系统中非正弦交流电压或电流波形的特点是：其函数的波形在坐标图上跟时间轴移动半个周期后与原波形相对于横轴呈镜像对称。这种函数经傅立叶变换后的级数中仅含有奇数次谐波。因此，采用Yd或Dy接线后，注入电网的就只有3、5、7、9、11、13、…等次谐波电流。

　　1.4.1 10(6)/0.4---0.23kV变压器选用Dyn11联绕组。因其3n次谐波(n为正整数)在三角形接线的一次绕组内形成环流，不致注入公共电网，较之一次绕组接成星形的Yyn0联绕组更有力地抑制高次谐波。

　　1.4.2 三相整流变压器采用Yd或Dy接线。由于3次及3的倍数次谐波电势在星形联结的绕组内不能形成谐波电流，而在三角形联结的绕组内可形成环流，因此采用Yd或Dy接线的三相整流变压器，能使注入电网的谐波电流中消除3及3的倍数次谐波。

　　1.5增加换流器的相数

　　由分析可知，电网中大量使用的换流设备，其特征谐波次数n为：

　　n=Kp±1 公式(1)

　　式中：p—整流电路相数或每周脉冲数; K—整数为1、2、3…。

　　同时又知：谐波电流

　　1.6气体放电光源镇流器

　　将电子式和电感式镇流器混用，可将两者主要谐波相位错开，互相抵消，可减少向电网反馈的谐波量。

　　2、减小谐波污染的被动措施

　　被动措施则是通过设置各种滤波设备或者其他设备来吸收、补偿已产生的谐波。

　　2.1无源电力滤波器PPF

　　交流无源滤波器由电力电容、电抗和电阻等无源元件通过适当组合构成，利用其在某一谐波频率下谐振时的低阻对谐波分流，相当于对此频率谐波滤波，故常称为RLC构成的PPF滤波器。除滤波作用外，还兼顾无功补偿。迄今为止这种无源滤波器仍是使用最普遍，技术和经济上都较合理的抑制谐波的方式。PPF常用接线见图1。

　　2.1.1 单调谐滤波器 如图a)，由R、L、C串联构成，其阻抗值随频率变化曲线为有一谷点的倒单峰形。当需滤除n次谐波时，使此串联组合谐振于n次谐波，滤波器相对于此次谐波的阻抗正处于谷点(最小)，n次谐波将大部分由滤波器分流滤除。其他次数的谐波，滤波器分流却很少。故单调谐滤波器只对需要滤除的固定次数谐波起滤除作用。

　　2.1.2双调谐滤波器 如图b)，它提供两个低阻调谐点，同时吸收两种频率的谐波,由于结构比较复杂，调谐困难，应用比较少,一般用在大型直流输电工程中。

　　2.1.3 高通滤波器 也由R、L、C组合而成，结构形式多样。当参数选择适当，滤波器阻抗值随频率变化的曲线在很宽的频率范围内呈低阻抗，可对较高次的谐波电流形成低阻通路，从而滤除。它又分为：

　　2.1.3.1 一阶减幅型 见图c)，由于基波功率损耗太大，一般不采用;

　　2.1.3.2 二阶减幅型 见图d)，基波损耗较小且阻抗频率特性较好，结构也简单，故工程上用得最多;

　　2.1.3.3 三阶减幅型 见图e)，基波损耗更小，但特性不如二阶减幅型好，用得也不多;

　　2.1.3.4 C型滤波器 见图f)，是一种新型式，特性介于二阶和三阶之间。C2和L对基波串联谐振，基波损耗极小，只是它对工频偏差及元件参数变化较为敏感、C1安装容量大。

　　通常将若干单调谐滤波器与一个高通滤波器配成一个滤波装置后与谐波源并联连接。单调谐滤波器主要用来滤除谐波源中某特征次谐波，而高通滤波器则滤除余下的更高频率的谐波。