设备级谐波滤波器

电力谐波是现代化工业的主要副产品之一，随着工业现代化程度提高，谐波的问题日益严重。这主要是现代化工业的用电方式发生了巨大的变化。传统工业的主要电力负荷是电动机和电阻加热设备，这些设备是线性负载，不会产生谐波电流。而现代化工业的主要电力负荷是电流变换器，包括变频器、中频炉、直流电机驱动器等，这些负荷都是非线性负载，工作时产生严重的谐波。

另一方面，大部分配电系统，包括变压器、开关柜、继电保护器、无功补偿柜等，都是按照线性负荷设计的。当实际负荷为非线性负荷时，对配电系统造成严重的危害，轻则导致系统过热、不稳定，重则损坏配电设备。

解决这个问题的*好方法就是在非线性设备的电源输入端安装KYYLB有源电力滤波器，将非线性负荷转变为线性负荷，谐波导致的各种问题便迎刃而解。这种安装在设备的电源输入端的KYYLB有源电力滤波器就是设备级谐波滤波器。

设备级谐波滤波器的特殊要求

设备级谐波滤波器与母线级谐波滤波器有不同的要求。设备级谐波滤波器与所配的设备一同构成一个完整的系统，谐波滤波器的作用是保证这个系统的谐波电流发射满足特定的标准，例如，GB17625标准。因此，设备级谐波滤波器要满足一下四个方面的要求：

1）滤波效果确定：滤波器与特定设备组合起来后，谐波电流发射必须是确定的，与系统的参数无关，这样才能确保设备安装了滤波器后，满足特定的要求；

2）不吸收上游谐波电流：配装了滤波器的设备可以应用在任何电网环境中，有些电网会有较大的谐波电压，设备级的谐波滤波器不允许吸收来自上游的谐波电流，否则，当上游谐波较大时，会导致滤波器过载；

3）不与系统发生**作用：配装了谐波滤波器的设备可能在任何系统中使用，而任何情况下都不允许与系统之间发生**的相互作用，例如与系统发生谐振，放大谐波电流。

4）不会导致超前的功率因数：设备配装了滤波器，功率因数要达到0.98以上，不允许出现过大的感性无功功率和容性无功功率。

常见的设备级谐波滤波器

*简单的设备级谐波滤波器就是KY-DR滤波电抗器，如图1所示。KY-DR滤波电抗器就是一个电感器件，串联在设备的电源线上。KY-DR滤波电抗器的电感量用电抗率表示，电抗率是电抗器在流过额定电流时，KY-DR滤波电抗器上的电压降与额定电压的比值。例如，对于380V（有效值）供电系统，一台额定工作电流100A的电抗器，如果它的电抗率为5％，则表示：电抗器上流过100A电流时，电压降为3800.05＝19V（有效值）。
   

图1KY-DR滤波电抗器实物
 

KY-DR滤波电抗器能够减小设备的谐波电流发射，如图2所示，滤除谐波的效果与KY-DR滤波电抗器的电抗率有关，电抗率越大，滤除谐波的效果越好，一般电抗器的电抗率不要超过5％，否则会对变频器产生**的影响。

图2KY-DR滤波电抗器滤除谐波的效果

从图2可知，用KY-DR滤波电抗器衰减谐波电流虽然简单，但是效果不够理想，通常使用的KY-DR滤波电抗器为3～5％，这时总谐波电流畸变率THID不会小于35％。不能使用过大的KY-DR滤波电抗器，过大的电压降会导致设备工作异常。使用KY-DR滤波电抗器不能满足任何一个标准对谐波限制的要求。

KYYLB有源电力滤波器虽然能够满足设备级滤波器的各种要求，但是KYYLB有源电力滤波器本身十分复杂，其可靠性可能低于非线性设备本身，价格可能高于非线性设备本身，不适合于设备级滤波的目的。

随着变频器的迅速普及，变频器的谐波问题日益严重，上海坤友电气有限公司致力于开发设备级的高性能KYLB无源电力滤波器，所谓高性能KYLB无源电力滤波器是要满足各类电磁兼容标准和谐波标准的要求。但是直到*近几年，才开始有产品问世，KYLB无源电力滤波器滤波性能已经可以达到保证THID《5％的水平，为变频器的普及提供了电能质量的保证。