一：諧波的產生

現代工業的高速發展使得各種非線性和時變性電力電子裝置得到大規模使用，電力系統中諧波成份顯著增加 ，“諧波污染”已經成為影響電能質量的主要因素之一。從工作原理來分，產生諧波的諧波源主要有三類 ：

   1.鐵磁飽和型

變壓器、電抗器、互感器等 。這些帶鐵心的電力設備，其鐵芯飽和電流、勵磁電流及在投入或電壓恢復時的勵磁湧流都是非正弦波，含有高次諧波 。

2.電子開關型

整流器、逆變器及可控矽開關設備等。特征諧波主要與整流器的脈動數相關，6脈動的整流器產生6k ±1次諧波，12脈動產生12k ±1次。

3.電弧型

煉鋼爐、金屬熔化設備、電焊機群等。諧波隨設備工作狀態而變化。

二：諧波對用戶的危害

1：（對於設備）諧波導致系統中電容器的老化、電抗器燒毀、損壞電動機、危害變壓   器產生過熱、 損壞通信設備、加速電纜老化。

2：（對於產品）諧波影響生產線的安全穩定運行，導致產品質量下降，例如：造紙、紡織、等精密生產行業。

3：（對於費用支出）諧波增加線路、導致用戶用電費用增加，增加變壓器設計容量設備投入提高。

4：（對於安全）諧波導致繼電保護裝置的誤動作和拒動作，控制櫃無法正常工作，存在諧振危險，增加電火災的可能等。

三：有源濾波器原理

 APF通過外部互感器CT實時采集電流信號，由內部檢測電路分離出其中的諧波部分，通過IGBT逆變器產生與系統中的諧波大小相等相位相反的補償電流，實現濾除諧波的功能。

四：APF裝置工作原理

    APF通過外部CT實時采集電流信號送至信號調理電路，再送給FPGA控制器，提取出所有的諧波或無功電流，將其反相後與逆變器實際輸出的補償電流相比較得到差值信號，經過調制後輸出到驅動電路觸發IGBT變換器將補償電流註入到電網中，實現濾除諧波和補償無功的功能。

五：有源濾波器和無源濾波器的比較

1：無源濾波器

 利用電容器、電抗器和電阻器的適當組合而構成的濾波裝置。其隻能抑制固定次諧波、濾波效果受系統阻抗及頻率變化影響、濾波效率低於70%且體積龐大、易與系統發生諧振。

2：有源濾波器

1.能夠動態濾除諧波、補償無功

2.補償方式靈活，適用於就地補償和集中補償

3.不會與系統發生諧振

4.理論濾波率>90%，補償效果好

5.本身是電流源，可自動限流，不會發生裝置過載

6.裝置損耗小

7.占地麵積小

六: 有源濾波器的特性

   1:可以隻濾除諧波，或同時濾波和補償無功，並可設置功能的優先次序

   2:負載短路,過壓，欠壓，過流等保護功能

3:有消除三相不平衡的功能

4:可自動消除系統諧振

5:設計選型簡單，不需要進行詳細的電網分析，隻需要測量諧波電流的大小  

6:並聯安裝方式，安裝簡單，方便，易於擴展，可多臺並聯

7:采用高清晰，5.7英寸中文彩色觸摸屏

8:實施故障記錄和事件記錄，並可查詢歷史記錄

七：有源電力濾波器應用場合

一、軌道交通行業

城市軌道交通牽引系統（地鐵）：
a.電動機車運行所需要的牽引負荷

b.車站、區間、車輛段、控制中心等其他建築物所需要的動力照明用電，諸如：通風機、空調、自動扶梯、 電梯、水泵、照明、AFC系統、FAS、BAS、通信系統、信號系統等。
城市軌道交通的供電系統中諧波源主要為：

a.  牽引整流逆變裝置產生的高次諧波（11次、13次等）；
b. 其次是站用變電站中的大量非線性負荷（3次、5次、7次等）；
   由於牽引負荷安裝在35KV側，一般采用12脈波的整流裝置，諧波含量會降低；如果諧波含量不超標，可考慮隻在低壓0.4KV側治理第二大用電群產生的諧波。    

城市公交充電站：

    城市公交很多城市已經向電動公交發展，在電動公交集體充電的充電站，大量沖電機同時工作的時候產生的諧波會對周圍電網和設備造成很大影響。

二．油田平臺工程

    海上石油平臺鉆井設備的電動機配置如下：2組泥漿泵組的電機、絞車電機、轉盤電機、頂驅電機。每一段母線上有4臺由全交流變頻驅動系統控制的大型電動機。交流變頻驅動系統會產生大量的高次諧波，6脈波交流變頻驅動系統，將會產生5次，7次，11次，13次等 次諧波。

    由於變頻器功率因數較高，一般在0.9以上，同時產生大量的諧波，電流諧波畸變率THDI達30%以上，因此在治理諧波的同時，必須保證系統不會過補償。

三．汽車制造行業

    汽車制造行業：車身車間大量使用電焊機、激光焊機和大容量感性負荷（以電動機為主）等非線性負荷，導致瞭該車間所有變壓器負荷電流都存在嚴重的諧波電流3次、5次、7次、9次和11次為主，400V低壓母線的電壓總畸變率達到5%以上，電流總畸變率（THD）達到瞭40％左右，造成400V低壓供配電系統電壓總諧波畸變率嚴重超標，並導致瞭用電設備和變壓器存在嚴重的諧波功率損耗。同時，該車間所有變壓器負荷電流都存在嚴重的無功功率需求，部分變壓器平均功率因數僅為0.6左右，存在嚴重的功率損耗問題，並導致變壓器輸出有功容量嚴重不足。

四．機場：機場的辦公中心、電梯、照明設備。

五．大學城與體育場館:

     大量的電梯、熒光燈、電腦、UPS電源、打印機等設備產生大量的三次諧波三次諧波會在中性線上疊加，會造成中性線電流過大從而損壞絕緣。還會造成繼電保護設備的誤動和拒動。

六．冶金:  

 煉鋼企業：大量采用的是中頻爐加熱設備，變頻驅動設備。電弧爐、中頻爐在正常生產時會對電網造成高次諧波、電壓閃變、電壓波動、三相電壓及電流不平衡。

軋鋼企業：軋鋼機、打磨機、電機拖動設備，都是采用變頻驅動的來實現的，在設備運行過程中會產生5、 7 、 11 、 13 次特征諧波。

七．石化:

     石化企業低壓配電系統主要諧波源：1.機泵的變頻調速裝置（VVVF）；

工藝裝置或水系統使用變頻調速裝置主要目的是：

a 節約能源 某些機泵實際工作點(流量、壓力)可能偏離設計值，在一個較大的范圍內變化，用調節原動機(電動機)轉速的方法可以帶來顯著的節能效果；

b 用調節原動機速率實現控制功能，取代工藝控制閥，避免控制閥的嚴重磨損；

大多數變頻調速裝置整流環節為三相橋式可控整流，註入電源系統主要是5次諧波，

2.不間斷電源裝置（UPS）；

用於對一級負荷中特別重要的負荷供電，這些負荷包括：工藝過程控制DCS系統，配電系統的微機監控系統，火災報警系統以及工廠智能化信息管理系統等

UPS產生的諧波主要為 次諧波，按照容量不同可能註入系統的諧波電流為

 a.變電所用直流電源成套設備；

 b.電動機的軟起動設備；

 c.新型照明燈具（節能燈、采用電子鎮流器的日光燈）

 d.其它電子設備；

八．造紙 ：  變頻器作為設備傳動的核心部件在造紙行業應用廣泛，變頻器的大量應用，必將產生大量的5、7、11、13次諧波，我們的解決方案是根據負荷特性設計調諧式濾波器或采用無源和有源混合濾波裝置。

九．通訊：聯通、電信、網通的辦公大樓。

電信建築中通信設備、數據機房設備、專用機房空調設備對供電連續性要求非常高，對電壓波動各種非常敏感，電磁乾擾會數據交換設備造成影響。電力諧波會對通信網絡產生乾擾，降低通信質量甚至導致通信故障。

電信建築中存在大容量的諧波源負載，大部分為單相非線性負荷，包括：

a.UPS電源，單機容量大，大部分為6脈波的UPS不間斷電源設備（3次、5次、7次等)

b.開關電源，主要用於計算機等辦公設備供電電源，數量多（3次、5次、7次等）

c.變頻空調、電梯、水泵等，大量使用，變頻驅動設備為主要諧    波源（5次、7次等）

十．醫院配電系統：

    醫院有大量的一級負荷，例如：手術室系統、急救設備等。在醫院建築中安裝有大量的單相非線性諧波源負載，如：大型醫療設備（CT機、B超、X光機、核磁共振）的調壓設備、現代照明設備、變頻空調電梯等。大部分醫療設備對供電質量要求非常高，對電壓波動和諧波非常敏感。諧波源負荷分佈分散，設備運行時諧波變化大

十一．煙草行業：

卷煙廠的負荷種類多，包括：

a.生產設備：制絲生產線、卷機包生產線、裝封箱等生產線上的生產設備；這些生產設備均為變頻驅動設備，諧波污染嚴重。

b.動力中心負載：包括風機、水泵等。有大量的變頻設備，諧波污染嚴重。

十二、網絡數據中心：

假如百度、新浪、163、阿裡巴巴.....這些公司的機房和辦公場所應用大量的計算機設備。計算機的開關電源主要產生3、5、7次諧波會對精密系統的穩定性造成威脅。

十三、寶石、單晶矽、玻璃合成行業

寶石、單晶矽、玻璃在合成的時候采用的加熱設備都是中頻爐。在中頻爐的整流設備產生的諧波會對電網造成危害。中頻爐造成的諧波畸變嚴重，但是功率因數高達0.9以上，無源濾波治理困難，容易造成過補償

十四、塑料紙薄膜生產和芯片生產線：這些生產自動控制系統對電能質量的要求很高，供電電源的任何“擾動”都能影響到設備的正常運行，是產品的次品率增加。可以這樣說，電能質量的好壞關系到產品質量的好壞！

十五、港口碼頭：

     港口機械上電子變頻裝置和晶閘管整流裝置的使用越來越廣，所占的容量比例也越來越大。非線性的用電負載設備產生的諧波大量地註入電網，使系統電壓電流波形發生畸變，嚴重影響瞭港區的電氣質量，威脅著港口、港區用電設備的經濟運行，能量浪費大，直至影響通訊設施的工作、信息的傳輸、繼電保護系統的的誤動和拒動。

     我們有源電力濾波器（APF)容易進入的行業多是諧波畸變嚴重，然而功率因數高的場合。因為在這種場合下用無源治理比較困難。要想治理的話隻能用有源電力濾波器來治理