1 諧振 　　諧波與并聯(lián)電容器在低壓電網(wǎng)中并存時(shí)，最怕的就是引發(fā)串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振。 1.1 串聯(lián)諧振 　　若諧波來自電源系統(tǒng)，則變壓器的電抗和低壓并聯(lián)電容器的電容在一定的參數(shù)下配合，就能引發(fā)串聯(lián)諧振，有數(shù)字實(shí)例，一臺(tái)Uk為6%的 1000kVA變壓器，在低壓母線上接有160kVar的并聯(lián)電容器，結(jié)果引發(fā)了11次諧波的諧振，使電容器中的11次諧波電流達(dá)175A，電容器中的基波電流只有233A，總有效電流Iceff為313A，過載1.35倍，已超過允許值1.30倍。負(fù)載母線上11次諧波電壓畸變系數(shù)達(dá)6.9%，也已超過允許值，而低壓電源（含變壓器阻抗ZT在內(nèi)）母線上的畸變率只有1.5%。 1.2 并聯(lián)諧振 　　若諧波源來自低壓側(cè)的非線性負(fù)荷，例如變頻器，則變壓器的電抗（加上電源系統(tǒng)的少量電抗）和低壓側(cè)的電容可構(gòu)成并聯(lián)諧振，文獻(xiàn)[1]也有數(shù)字實(shí)例，低壓側(cè)接有300kvA的驅(qū)動(dòng)裝置，其它如變壓器和電容器參數(shù)同，1.1節(jié)串聯(lián)諧振中的實(shí)例，結(jié)果引發(fā)11次諧波的并聯(lián)諧振，使電容器中11次諧波電流達(dá)到 212A，已大于電容器中基波的90%，總有效電流達(dá)334A，過載1.45倍，也超過允許值1.30倍，其實(shí)負(fù)載的11次諧波電流才39A，又11次諧波電壓的畸變率已達(dá)8.3%，大大超過允許值。 2 避免諧振的措施 　　措施之一為改變網(wǎng)絡(luò)元件的電抗電容量值，然而，它的可能性不大，特別當(dāng)電容器組是自動(dòng)控制的場合，將有許多諧振條件都要考慮。同時(shí)要注意，即使系統(tǒng)參數(shù)只是接近諧振頻率也能使電容器組過電流和電壓畸變率超過標(biāo)準(zhǔn)。 　　最常用的方法是與電容器串聯(lián)一個(gè)電抗器，調(diào)諧的諧振頻率低于網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的最低次諧波的頻率，這樣，無論是串聯(lián)諧振還是并聯(lián)諧振就不會(huì)發(fā)生。 　　現(xiàn)代的工業(yè)和建筑物電網(wǎng)中完全沒有諧波電壓和電流是不可能的，那么是否凡并聯(lián)電容器都要串電抗器呢？那也不一定，如果需要串，電抗值取多少呢？下面著重討論1000V以下低壓電網(wǎng)情況。 2.1 并聯(lián)電容器組（不串電抗器） 　　當(dāng)不存在諧振條件即電網(wǎng)的電抗值和并聯(lián)電容器的電容值所構(gòu)成的諧振頻率比較高而負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流和母線的諧波電壓又很低時(shí)，此時(shí)，不需要考慮降低諧波值，但是IEC標(biāo)準(zhǔn)并未給出劃分界線的具體數(shù)據(jù)。筆者認(rèn)為，諧波次數(shù)≥17就可以不考慮，即諧振頻率≥17次諧波。15次諧波是3的整數(shù)倍，一般只存在于單相220V的設(shè)備中，這樣只考慮到了13次就可以了。什么場合一定要串聯(lián)電抗，GB對(duì)此問題沒有提及，廠家在樣本中規(guī)定的條件為 GN/SN＜15%，GN為產(chǎn)生諧波設(shè)備的現(xiàn)在功率。SN為變壓器視在功率。筆者認(rèn)為產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型有幾種，發(fā)射諧波電流的大小也不同，還與一些外部條件的變動(dòng)有關(guān)。因此，規(guī)定 GN/SN＜15%似乎并不明確說明什么問題，還不如IEC標(biāo)準(zhǔn)[1]的條件，至少概念上是明確的。 2.2 失諧濾波器（detuned filter） 　　按照文獻(xiàn)[1]的定義，失諧濾波器是一種濾波器，它的調(diào)諧頻率比有相當(dāng)大（considerable），電壓（電流）副值的最低次諧波頻率還要小過10%多。 　　以5次諧波為例，其頻率為250Hz，小過10%即為225Hz，因此失諧濾波器中的電抗值與電容量之比應(yīng)大于4%/0.81即＞5%。 　　樣本的失諧濾波器調(diào)諧在215Hz上，它是250Hz的85%，符合文獻(xiàn)[1]定義的要求，其相對(duì)電抗值為5.5%＞5%。 2.3 調(diào)諧濾波器（tuned filter） 　　按照定義調(diào)諧濾波器是一種濾波器，它的調(diào)諧頻率偏離于被過濾的頻率不得大于10%。因此對(duì)5次諧波而言，它的相對(duì)電抗值（或電抗率）X%應(yīng)為4%＜X%＜5%。 2.4 并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定 　　該規(guī)范中5.5.2.2規(guī)定“用于抑制諧波，當(dāng)并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)處的背景諧波為5次及以上時(shí)，電抗率宜取“4.5%～6%”?？梢姴]有區(qū)分失諧濾波器和調(diào)諧濾波器。其實(shí)，對(duì)補(bǔ)償用并聯(lián)電容器而言，調(diào)諧和失諧濾波器對(duì)基波都是容性電抗，都有無功補(bǔ)償能力，只是大小程度不一樣，調(diào)諧濾波器的無功補(bǔ)償能力強(qiáng)。調(diào)諧或失諧的區(qū)分，是對(duì)指定的諧波次數(shù)進(jìn)行濾波而言的。兩者都有濾波器（抑制諧波）的能力，只是調(diào)諧濾波器的濾波能力更加強(qiáng)。 　　對(duì)于GB這一條的術(shù)語“抑制諧波”似乎應(yīng)是調(diào)諧濾波器，因而電抗率取4.5%～6%，IEC的要求為4%3 以上3種裝置應(yīng)用中的注意點(diǎn) 　　并聯(lián)電容器、失諧濾波器、調(diào)諧濾波器這三種裝置在應(yīng)用中的注意點(diǎn)如下。 3.1 并聯(lián)電容器 　　通常對(duì)一臺(tái)配電變壓器而言，并聯(lián)電容器可以分散多級(jí)配置，已經(jīng)安裝好投入運(yùn)行后，如果情況變化再來考慮避免諧振的問題，就會(huì)非常困難，即使只在一處裝有補(bǔ)償并聯(lián)電容器，也不能串聯(lián)電抗器就完事，因這將使電容器過流和過電壓。因此在確定選用那種裝置時(shí)，不但要分析網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的諧波情況，還要考慮到將來情況的變化。 3.2 失諧濾波器 　　如上所述，它不能利用已運(yùn)行的并聯(lián)電容器串聯(lián)電抗器來構(gòu)成，通常它也不能和并聯(lián)電容器或/和調(diào)諧濾波器混裝在一起并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)樵谒鼈冎g的諧波負(fù)載的分配不大可能剛好和它們的定額參數(shù)相匹配，結(jié)果將造成部分裝置的過載。 3.3 調(diào)諧濾波器 　　通常，濾波器調(diào)諧的頻率只考慮奇數(shù)次特征頻率，不考慮3的估算次，即只考慮5，7，11，13，17，19等次數(shù)，但是當(dāng)有接于線間或線一中線間的單相負(fù)載時(shí)，就要考慮3及3的倍數(shù)次諧波。在分合操作時(shí)，全部濾波器單元應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，假定要求分開單獨(dú)操作，在合閘時(shí)，先合5次，再7、11次等按上升規(guī)律進(jìn)行，分閘時(shí)，則將順序倒過來，即先分?jǐn)嘧罡叽蔚摹? 　　同一調(diào)諧頻率的濾波器的并聯(lián)運(yùn)行可能會(huì)帶來兩個(gè)問題: 　　（1） 由于參數(shù)的偏差，不可能有完全相同的諧波阻抗，致使有的可能過載; 　?。?） 有可能在彼此間引發(fā)并聯(lián)諧振 　　在這種場合將運(yùn)行中的彼此間的中間點(diǎn)（即電抗器和電容器的連接點(diǎn)）用附加的觸點(diǎn)連接起來是有利的辦法。 4 相對(duì)電抗值的大小決定了是哪類濾波器 　　對(duì)5次諧波而言，絕對(duì)準(zhǔn)確諧振時(shí)的相對(duì)電抗值是4%，按IEC標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，X%＞5%是失諧濾波器。4％100kVar為0%到+10%，因此電容值偏差也是不能忽略的，要整體考慮電抗值和電容值的制造容差，因此實(shí)際產(chǎn)品的X%取值靠近5%，也是完全可行的，GB[3]取值4.5%＜X%＜6%在設(shè)計(jì)制造上相對(duì)較易，但濾波器效率要差。 5 失諧與調(diào)諧還有那些不同？ 　　工業(yè)與建筑電網(wǎng)中有一定量的諧波時(shí)，工程設(shè)計(jì)是選擇失諧濾波器還是調(diào)諧濾波器？以5次諧波為例，這兩者的區(qū)別若以相對(duì)電抗作為分界線，在這一點(diǎn)是差別不大的，但是在下列各點(diǎn)上都有不小的差別。 5.1功能上的不一樣 　　調(diào)諧濾波器的相對(duì)電抗為4%＜X%＜5%，愈接近4%濾波效果愈好，因此其功能主要是濾波，附帶有無功補(bǔ)償功能。失諧濾波器的相對(duì)電抗X%＞5%，也有濾波功能和無功補(bǔ)償功能，但X%愈大，這兩項(xiàng)功能的效果就愈降低，其主要功能目標(biāo)是無功補(bǔ)償。 5.2部件的定額選擇不同 　　調(diào)諧濾波器的電流要考慮通過的諧波電流和基波電流（無功），設(shè)計(jì)時(shí)要確定諧波電流，（確定X%后，就都可算出）。失諧濾波器設(shè)計(jì)時(shí)要先確定補(bǔ)償無功的功率，確定X%后，即可計(jì)算出諧波電流，至于電抗和電容分別承受的電壓計(jì)算方法對(duì)兩種濾波器都一樣，不過失諧濾波器中的電容器承受的電壓比電網(wǎng)額定電壓要更高一些。 5.3 對(duì)部件的性能參數(shù)的要求不同 　　調(diào)諧濾波的X%限制在4%和5%之間，只有1%的的區(qū)間，由于要考慮溫度和負(fù)載的變化等對(duì)X%產(chǎn)生的不利影響。因而對(duì)部件的設(shè)計(jì)制造或選擇都提出了嚴(yán)格的要求，如上面4.2節(jié)介紹的那樣，而失諧濾波器的X%限制為＞5%，自由空間較大，X%比5%大得多一點(diǎn)，如6%或7%或更大，也不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重問題。諧調(diào)濾波器則不同，一旦實(shí)際的X%小于4%，就有與電源電抗或其它濾波器發(fā)生諧振的可能，其不良后果要嚴(yán)重得多。 5.4 價(jià)格上的可能不同 　　由于調(diào)諧濾波器對(duì)部件的性能參數(shù)的容差和穩(wěn)定性要求嚴(yán)格，和失諧濾波器相比，在承載定額相同的條件下，前者的價(jià)格會(huì)高些，后者由于容抗和感抗要多抵消一些，對(duì)價(jià)格也有一些升高，但估計(jì)對(duì)價(jià)格不會(huì)有大的影響。 6 選調(diào)諧還是失諧，或純并聯(lián)電容器 6.1 并聯(lián)電容器 　　如前面2.1節(jié)所述，當(dāng)不存在諧振條件即電網(wǎng)的電抗值和并聯(lián)電容器的電容值形成的諧振頻率比較高（例≥17次）而負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流和母線的諧波電壓又很低時(shí)，則選用純并聯(lián)電容器。 6.2 調(diào)諧還是失諧？ 　　前已說明，兩種濾波器均串有電抗器，均能避免諧振，均能補(bǔ)償無功，也均能補(bǔ)償諧波，只是調(diào)諧比失諧濾波器同時(shí)對(duì)二者的補(bǔ)償能力要高。如果現(xiàn)在電網(wǎng)的諧波電壓已經(jīng)超標(biāo)，毫無疑問要選用調(diào)諧濾波器，如果現(xiàn)在電網(wǎng)的諧波電壓比標(biāo)準(zhǔn)的容許值低，而現(xiàn)在可以予計(jì)到將來有諧波源負(fù)載增加，超標(biāo)的可能性極大，寧肯現(xiàn)在就裝上調(diào)諧濾波器，將來加裝規(guī)格性能相同的調(diào)諧濾波器也容易些，它們的并聯(lián)運(yùn)行使過濾的諧波電流也易于實(shí)現(xiàn)均勻分配，如果不考慮發(fā)展，只顧目前裝設(shè)失諧濾波器，一旦諧波負(fù)荷增加，就要改裝為調(diào)諧濾波器，但改造起來是費(fèi)事的?，F(xiàn)代由于生產(chǎn)工藝和節(jié)約電能，都有可能將異步機(jī)改造成變頻調(diào)速，已有一些工礦企業(yè)諧波負(fù)荷逐年增長，致使原有的并聯(lián)電容器由于諧振不得不退出運(yùn)行，也不得不承受低功率因數(shù)罰款，此外諧波電壓還使系統(tǒng)運(yùn)行變得困難。 　　要注意，無論失諧或調(diào)諧濾波器都有無功補(bǔ)償能力，工程設(shè)計(jì)時(shí)要事先考慮到，無功補(bǔ)償可能會(huì)形成過電壓。 7 選型的再深入討論 　　德國賽通電氣公司在產(chǎn)品介紹中刊載了選型指南，這是筆者所見出現(xiàn)在國內(nèi)產(chǎn)品樣本中關(guān)于選型指南最為詳細(xì)且有定量指標(biāo)的一種，若將它和IEC標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)照，看看有些什么不同？對(duì)我們有何啟發(fā)？因?yàn)檫@個(gè)選型問題是工程設(shè)計(jì)者最關(guān)心的問題之一。 7.1 三類裝置 名稱不一 　　這不是大問題，筆者建議國內(nèi)統(tǒng)一按IEC標(biāo)準(zhǔn)來稱呼:

7.2 賽通公司的區(qū)分指標(biāo) 　　可制成表2。 　　上述第一組指標(biāo)是用來區(qū)別選并聯(lián)電容器還是選失諧濾波器，第二組指標(biāo)則是用來區(qū)別選失諧濾波器還是調(diào)諧濾波器，表1中的V3、V5、V7分別為3次、5 次、7次諧波電壓有效值對(duì)基波的相對(duì)值，THV即THD為總諧波畸變率。如果電網(wǎng)的諧波超過表1中的第一組指標(biāo)，則應(yīng)選用失諧濾波器。其中，如果V3＞ 0.5%，則失諧濾波器的相對(duì)電抗率應(yīng)＞1.1×9%=13.5%，賽通公司選為14%是合適的，如果V5＞2%，則相對(duì)電抗率應(yīng)＞1.1×4%= 4.84%，賽通公司定為5.67%也是合適的，這種5.67%相對(duì)電抗率的場合下，V3一定不能大于0.5%，否則相對(duì)電抗值就應(yīng)選定為14%。

7.3 對(duì)第一組指標(biāo)的討論 　　IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)并聯(lián)電容器的使用條件限制,前面已有討論,即不需要考慮避免諧振,也不需要降低諧波,因?yàn)椴⒙?lián)電容器串聯(lián)電抗,就可以同時(shí)達(dá)到避免諧振和降低諧波這兩個(gè)目的（當(dāng)然,設(shè)置并聯(lián)電容器是為了無功補(bǔ)償）。 　　避免諧振有兩層含義，即: 　　系統(tǒng)參數(shù)的自然諧振頻率不在低次諧波區(qū); 　　即使在低次諧波區(qū)，但電網(wǎng)的低次諧波電壓值很低，其能量不足以維持諧振。 　?。?） 系統(tǒng)的自然諧振頻率，如果諧波來自中壓，則是變壓器電抗和電容器容量構(gòu)成串聯(lián)諧振。如果諧波來自低壓側(cè)，則是并聯(lián)諧振，其諧振頻率的近似值均可用下式表示: 　 （1） 式中: f1—基波頻率; 　　 XC1—基波下的電容器容抗; 　　 XT1—變壓器短路阻抗。 　　要注意，并聯(lián)電容器如果有多組可以投切時(shí)，則XC1相應(yīng)于各組的值都要考慮，按照上式近似值，就可以判斷自然諧振頻率在什么區(qū)段。 　　 （2） 在低次的諧波段內(nèi)，由于電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波電壓值很低，即使自然諧振頻率在此段內(nèi)也不能諧振，這個(gè)很低的諧波電壓值（IEC標(biāo)準(zhǔn)用詞很低very low），如果加以定量的話是否就是表2中賽通公司推薦的第一組指標(biāo)呢？低壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較簡單，XC1和XT1構(gòu)成了低壓網(wǎng)絡(luò)容抗和電抗的絕大部分，并聯(lián)電容器即使可能分散布置也不難將其等效合成，通常架空網(wǎng)絡(luò)幾乎沒有，電纜網(wǎng)絡(luò)的電容與并聯(lián)電容器相比也不可計(jì)。因此，似乎理應(yīng)可以提出定量指標(biāo)，但很難用理論計(jì)算多少諧波能足以維持諧振（和諧振回路的電阻相對(duì)值大小也有很大有關(guān)系），目前，似乎依靠的是實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，賽通電氣公司的數(shù)據(jù)也許是經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，而 IEC標(biāo)準(zhǔn)是否認(rèn)為提出數(shù)據(jù)尚缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，或有其它考慮，這就不得而知了！ 　　 （3） 如果根據(jù)公式（1）計(jì)算出的電網(wǎng)參數(shù)自然諧振頻率不在低次諧波段，即使不串電抗器，其諧波電壓值可以高多少？是否按允許的諧波電壓這一因數(shù)來決定，如果需要降低諧波電壓，則仍然要串電抗器。 　　 （4） 不串電抗器，有諧波是否會(huì)使并聯(lián)電容器過流過電壓超過允許值？ 　　串了電抗器，反而會(huì)使電容器的電壓超過電網(wǎng)電壓，電流也會(huì)增加，因此要正確選擇并聯(lián)電容器的定額參數(shù)。 　　常用的低壓自愈式電容器，考慮到工頻過電壓、諧波諸因數(shù)的影響，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)允許有1.3倍的長期過電流。因此，有諧波但不串電抗如果不諧振并不一定使并聯(lián)電容器過流和過壓，有諧振才是最大最主要的危險(xiǎn)。 7.4 對(duì)第二組指標(biāo)的討論 　　使用第二組指標(biāo)是用來確定什么場合需要裝設(shè)濾波器。IEC標(biāo)準(zhǔn)[6]有規(guī)定，文獻(xiàn)[7]有介紹，現(xiàn)摘錄如下并和賽通第二組數(shù)據(jù)作比較，如表3所示。

　　按照IEC的規(guī)定，上述兼容水平值適用于公用電網(wǎng)和工廠第2類電網(wǎng)，工廠第1類電網(wǎng)的要求要嚴(yán)格，第3類電網(wǎng)則寬松，即允許的諧波電壓還可高一些。電網(wǎng)的諧波水平如果超過上述兼容值，最后一個(gè)措施就是安裝調(diào)諧濾波器（或有源濾波器）。比較表3的兩組數(shù)據(jù)，對(duì)V5和V7而言，賽通的指標(biāo)低了1%，這不難理解，應(yīng)是為了減少風(fēng)險(xiǎn)，但V3為何卻相差如此懸殊（10倍）？ 　　總之，IEC既然公布了電網(wǎng)的諧波兼容性水平，區(qū)分選擇失諧濾波器和調(diào)諧濾波器的條件應(yīng)該是明確的。 　　還有一個(gè)問題，為什么電網(wǎng)的諧波水平嚴(yán)重到按接表3所示數(shù)據(jù)時(shí)才考慮用調(diào)諧濾波器，是調(diào)諧濾波器比失諧濾波器價(jià)格高出很多？還是出于技術(shù)上的原因？如果是后者，選用失諧濾波器唯一的突出優(yōu)點(diǎn)是今后再發(fā)生諧振的可能性較小，因其X%值較大，而且X%只有一個(gè)規(guī)格。 8 無源濾波器的型式 　　通?？紤]濾波器為1階2階和3階（見圖1～圖5），根據(jù)技術(shù)或經(jīng)濟(jì)原因可以考慮有阻尼的電路。若選用阻尼濾波器，就要評(píng)算損耗，濾波器調(diào)諧頻率最常見為5，7，11，13，17，19，23，25。

圖1 1階濾波器　　 　圖2 2階（帶通）濾波器　　 　　圖3 2階（用電阻阻尼）濾波器

圖4 3階（阻尼）濾波器　　 　　　　　　　圖5 3階（C型）濾波器

　　如果要確保允許的諧波水平，就要考慮電容器和電抗器的制造容差。對(duì)濾波器不是通常都可能同時(shí)保持電壓水平和功率因數(shù)在規(guī)定的極限值內(nèi)。 請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息 　　無論低壓或中壓，圖2的帶通濾波器是最常用的，其它類型的濾波器的應(yīng)用情況見文獻(xiàn)[2]。 9 再議濾波器的外特性參數(shù) 　　由于濾波器（包括調(diào)諧和失諧二大類）目前尚無IEC和GB的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，制造廠在產(chǎn)品樣本中向用戶提出的技術(shù)參數(shù)很少。這使得本來略顯復(fù)雜的諧波抑制技術(shù)，更變得模糊不清，不但電氣設(shè)計(jì)人員避而遠(yuǎn)之，不知如何選擇應(yīng)用，也使得產(chǎn)品銷售人員不易講透徹產(chǎn)品的用途和應(yīng)用范圍，實(shí)有礙于濾波器的普及使用。另一方面，由于電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，諧波問題又日益增多。 　　另一個(gè)問題是，制造廠即使公布了濾波器的必要技術(shù)參數(shù)，經(jīng)過一定的工程設(shè)計(jì)程序，用戶是否可以從市場買來濾波器商品像配電柜一樣安裝使用呢？ 　　筆者認(rèn)為至少在低壓網(wǎng)絡(luò)上使用單調(diào)諧濾波器的場合有這種可能性，不管怎樣，有了濾波器的必要參數(shù)，也能使濾波器的性能透明化，技術(shù)參數(shù)明朗化，便于用戶對(duì)濾波器作性能價(jià)格比，雖然目前IEC尚無產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，相信有朝一日總會(huì)有的，制造廠家現(xiàn)在就公布必要的經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證的性能參數(shù)，相信可以獲得用戶的好評(píng)和信賴。 　　單臺(tái)單調(diào)諧低壓濾波器的基本的必要電氣參數(shù)，對(duì)用戶的使用值以及對(duì)其評(píng)述介紹如下。 9.1 額定電壓、過電壓能力及持續(xù)時(shí)間 　　筆者所見中外幾家產(chǎn)品樣本中，只有一家載有過電壓能力及持續(xù)時(shí)間的指標(biāo)，其實(shí)這是必要的，特別在某些特殊場合，三相供電電壓允許偏差超過標(biāo)準(zhǔn)還是有可能的，有些廠家公布了所選電容器的額定電壓，還不如同時(shí)公布濾波器的整體參數(shù)來得實(shí)用。 9.2 額定無功補(bǔ)償功率（kVar） 　　所有廠家都公布了這個(gè)功率，這有必要，如果忽略了它，一旦出現(xiàn)了過補(bǔ)償，造成母線電壓升高，會(huì)危及電氣裝置及設(shè)備的安全運(yùn)行。 9.3 允許諧波電流 　　筆者所見只有一個(gè)廠家公布了這個(gè)參數(shù)，約等于額定基波電流（在補(bǔ)償功率為30kVar時(shí)，允許諧波電流為43A），其實(shí)這個(gè)參數(shù)非常必要。因?yàn)闉V波器在通過基波電流的同時(shí)，還會(huì)通過諧波電流（絕大部分是調(diào)諧的諧波電流），二者的合成有效值是濾波器的主要熱量來源因素。 　　 （2） 　?。ó?dāng)I1≈IH時(shí)）明確了這個(gè)允許諧波電流，也就宣告了產(chǎn)品（即包括構(gòu)成濾波器的電感，電容器的連接導(dǎo)體）的承受全部電流的能力，也決定了廠家對(duì)電抗器和連接導(dǎo)體截面的選擇和電容器的選擇。 9.4 單調(diào)諧濾波器的諧波阻抗值ZH 　　濾波器安置在電網(wǎng)中時(shí)，單臺(tái)濾波器可能吸收多少諧波電流，決定于濾波器的諧波阻抗和電源系統(tǒng)（主要考慮配電變壓器的漏抗以及當(dāng)諧波源在低壓網(wǎng)中時(shí)）的比較。對(duì)諧波源來說，這兩個(gè)阻抗是并聯(lián)的，濾波器的諧波阻抗愈低，送往電源系統(tǒng)的諧波電流愈少，濾波效率也就愈高。如果全部諧波電流中有70%通過濾波器，可以說濾波效率為70%。目前，一些制造廠只說自己產(chǎn)品的濾波效率的范圍或平均值，因?yàn)闉V波效率和變壓器的阻抗（即和功率大小）有關(guān)，因此濾波效率是一個(gè)不確定的參數(shù)。諧波的阻抗則是一個(gè)非常有用的確定值，知道了它，就可以計(jì)算出一個(gè)工程的較準(zhǔn)確的濾波效率，連同濾波器的允許諧波電流，最終可以選定濾波器的定額（單臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)），并且可以核算經(jīng)濾波治理以后，該次諧波電壓是否已降至標(biāo)準(zhǔn)允許值之內(nèi)，但是到目前為止，尚沒有一個(gè)廠商公布其單調(diào)諧波濾波器的阻抗值。雖然也可以從某些樣本中的其它參數(shù)推出ZH，總不如直接給出來得明快。 9.5 電抗率 　　IEC標(biāo)準(zhǔn)中也有叫相對(duì)電抗 　　　　　　　　　　 ，知道了它，就知道了濾波器的調(diào)諧頻率。若忽略電阻，則濾波器的諧波阻抗 　　　?。?） 　　可見這兩者有密切聯(lián)系。按IEC要求，調(diào)諧5次的濾波器的p為4%＜p＜5%，一個(gè)產(chǎn)品，對(duì)濾波5次而言，其p值愈接近4%（但必須大于4%），其5次諧波阻抗愈小，濾波及無功補(bǔ)償效果愈好，但做到p值接近4%且＞4%是不容易的，要考慮到電感值和電容值的設(shè)計(jì)制造容差，隨溫度和使用期長短的變化，筆者所見，只有一家的產(chǎn)品的p=5%，所見產(chǎn)品樣本中，這是最小的了。 　　5次單調(diào)諧濾波器的相對(duì)電抗p=5%對(duì)于我國電網(wǎng)的運(yùn)行是否安全，是否有必要還要提高到6%？沒有必要，因?yàn)槲覈娋W(wǎng)頻率允許偏差即使在電網(wǎng)容量小時(shí)也只允許為±0.5Hz即±1%，由于非3的倍數(shù)的奇數(shù)次諧波是特征諧波，因此可見電網(wǎng)頻率的變化并不是大問題。至于產(chǎn)品參數(shù)的容差，隨電流、溫度和時(shí)間老化的穩(wěn)定性等，那是制造廠是否加以控制和保證的問題，廠家樣本宣布相對(duì)電抗p= 5%，那就是在任何條件下任何時(shí)候都會(huì)≤5%和＞4%的，或者加注上容差也是可以的?？傊?，調(diào)諧濾波器至少需要上述5個(gè)參數(shù): 　?。?） 額定電壓，過電壓能力是持續(xù)時(shí)間; 　?。?） 額定無功補(bǔ)償功率; 　?。?） 允許諧波電流; 　?。?） 單調(diào)諧諧波電抗值; 　?。?） 電抗率。 　　失諧濾波器的要求則可以簡化些。上面的要求也適用用于中壓單調(diào)諧波濾波器。 　　這些參數(shù)只是必要的基本電氣參數(shù)，還有其它參數(shù)，例如允許環(huán)境條件等等參數(shù)用戶也都是必要的。但是，有了這5項(xiàng)必要的基本的電氣參數(shù)，就可以使得濾波器的電氣特性明朗清晰，方便于進(jìn)一步應(yīng)用。 10 無源濾波器兩種能力的協(xié)調(diào) 10.1 實(shí)際情況的多樣化 　　無論濾波器是失諧的還是調(diào)諧的，都有兼有濾波和無功補(bǔ)償兩種功能，一旦單調(diào)濾波器成為產(chǎn)品，可能還很難適應(yīng)各種不同工程項(xiàng)目中的不同諧波治理要求和不同無功功率補(bǔ)償要求，企業(yè)的這種復(fù)雜情況表現(xiàn)如下: 　　（1） 在無功方面:可能是穩(wěn)定的，但有大小之分，即自然功率因數(shù)cosφ不同，無功也可能不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的范圍有大有小，變動(dòng)的速度有快有慢。交-直-交變頻器本身的諧波大，但無功小，要注意。 　?。?） 在諧波方面:除了有大小、是否穩(wěn)定和變動(dòng)快慢之別外，還有諧波次數(shù)之分，如3次、5次、7次、11次、13次等等，對(duì)不同企業(yè)各次諧波都有自己的大小和變動(dòng)的特點(diǎn)。 　　總之，嚴(yán)重情況下大參數(shù)有諧波與無功兩大類，諧波次數(shù)至少有4～5種之多，若將大小考慮進(jìn)去并進(jìn)行排列組合，則濾波器的規(guī)格品種選擇就復(fù)雜化了。 10.2 應(yīng)對(duì)策略 　　為了減少規(guī)格品種數(shù)量，向產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)，在產(chǎn)品生產(chǎn)和工程設(shè)計(jì)應(yīng)用方面，宜采取下列措施: 　?。?） 在功能目標(biāo)方面，一般來說優(yōu)先保證無功補(bǔ)償，以滿足電力系統(tǒng)要求，但絕不要過補(bǔ)償，在諧波方面，盡量降低各次諧波電壓水平直到不會(huì)成為引發(fā)諧振的因素。要注意，不同的工業(yè)電網(wǎng)可以有不同的諧波兼容性水平（IEC標(biāo)準(zhǔn)分為三類），公用電網(wǎng)可與電力部門協(xié)商，因此諧波降到什么水平，有一定的變動(dòng)空間。對(duì)諧波兼容水平要求特別嚴(yán)格的場合則可選用有源濾波器; 　　（2） 產(chǎn)品功率單元化，這一點(diǎn)似乎大多數(shù)產(chǎn)品已如此。例如以30kVar為單元，多個(gè)單元并聯(lián)，通過切換可以有不同的功率變化; 　?。?） 產(chǎn)品功率單元切換的智能化，在保證不過補(bǔ)償?shù)M量提高功率因數(shù)前提下，合理有序的投切各次諧波濾波器的整體或部分單元。以降低各次諧波電壓值。 10.3 工程設(shè)計(jì)中無源濾波器選擇配合程序大綱 　　（1） 在一臺(tái)配電變壓器的低壓側(cè)，事先計(jì)算出無功功率最大變動(dòng)范圍，按最大無功負(fù)荷配置無源濾波器的總功率（基波補(bǔ)償功率）; 　?。?） 估算出低壓側(cè)各次諧波的可能最大諧波電流; 　?。?） 按各次諧波電流大小，確定電容器是否需要串聯(lián)電抗器，這里的關(guān)鍵是如何區(qū)分選擇？是否可以這樣考慮:各次諧波電流乘上變壓器的諧波阻抗得出的諧波電壓超出標(biāo)準(zhǔn)值的80%或現(xiàn)在未超但不久即可能超過的，優(yōu)先采用調(diào)諧濾波器; 　?。?） 將無功功率也按各次諧波電流相對(duì)大小分配在各次的單調(diào)諧濾波器上，然后復(fù)核濾波器的諧波電流是否會(huì)過負(fù)荷，濾波后的諧波電壓降低是否滿意，總體上一般以無功不過補(bǔ)，諧波可放松些為原則。即使如此，還可能需要反復(fù)多次，有計(jì)算機(jī)程序可以快捷得到結(jié)果; 　?。?） 運(yùn)行中，如果無功負(fù)荷降低，根據(jù)情況應(yīng)切除部分濾波器單元，利用智能控制器來完成控制任務(wù)。