德廣電氣有限公司研制生產(chǎn)的低壓諧波濾除裝置是專用于低壓電網(wǎng)3次、5次、7次、11次、13次及以上的諧波無源濾波裝置。適用于點(diǎn)焊機(jī)，電焊機(jī)設(shè)備等的環(huán)境。該裝置采用了電感和電容器組成串聯(lián)諧振吸收回路，有效的將負(fù)載產(chǎn)生的諧波加以吸收，從而避免將諧波電流返送到電力變壓器，大大降低電網(wǎng)的諧波量，同時有利于用戶電力變壓器的運(yùn)行，降低功耗，提高設(shè)備和其它電器組件的可靠性。此外該設(shè)備還提供一定容量的無功功率補(bǔ)償，提高用戶負(fù)載的運(yùn)行效率。該裝置分綜合控制柜和電抗柜，視用戶要求不同，配置的濾除諧波次數(shù)也不同。通常一套TBBL系統(tǒng)可濾除4種諧波。系統(tǒng)的操作可分自動運(yùn)行和手動操作。
1.2諧波的基本定義及基礎(chǔ)知識
1.2.1領(lǐng)域內(nèi)關(guān)鍵詞語的基本概念
★ 諧波：（harmonic） 對周期性交流信號量進(jìn)行傅立葉級數(shù)分解，得到頻率為基波頻率大于1的整數(shù)倍的分量。我國供電系統(tǒng)頻率為50Hz，所以5次諧波的頻率為250 Hz。7次諧波的頻率為350 Hz。11次諧波的頻率為550 Hz，13次諧波的頻率為650 Hz。
★ 公共連接點(diǎn)：（PCC）用戶接入電網(wǎng)的連接處。
★ 總諧波畸變率：（THD）周期性交流量的諧波含量的方均根值與基波分量的方均根值之比（用百分?jǐn)?shù)表示）。電壓總諧波畸變率以THDU表示，電流總諧波畸變率以THDI表示。
★ 諧波源（harmonic source）：向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備。
★ 感性無功：電動機(jī)，變壓器在能量轉(zhuǎn)換過程中建立交變磁場，在一個周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率叫感性無功功率。
★ 容性無功電容器在交流電網(wǎng)中接通時在一個周期內(nèi)，上半周期的充電功率和下半周期的放電功率相等，不消耗能量，這種充放電功率叫容性無功功率。
★ 功率因數(shù)：有功功率與視在功率的比值稱為功率數(shù)。
★ 功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)：實行兩部分電價制度的用電企業(yè)，供電部門根據(jù)用戶平均功率因數(shù)而加收或減免的電費(fèi)，稱為功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)
1.2.2諧波的產(chǎn)生和危害
● 諧波的產(chǎn)生
諧波主要是由于大容量整流或換流設(shè)備以及其它非線性負(fù)荷，導(dǎo)致電流波形畸變造成的。我們對這些畸的變交流量進(jìn)行傅立葉級數(shù)分解，即可得到50Hz的基波分量和頻率為基波分量整數(shù)倍的諧波分量。
● 諧波的危害
★ 影響供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行：供配電系統(tǒng)中的電力線路與電力變壓器，一般采用電磁繼電器，感應(yīng)式繼電器或新式微機(jī)保護(hù)進(jìn)行檢測保護(hù)，在系統(tǒng)中這些屬于敏感元件，繼電器受到高次諧波的影響容易產(chǎn)生誤動作，微機(jī)保護(hù)由于采用了整流采樣電路，也及易受到諧波的影響導(dǎo)致誤動或拒動，這樣諧波嚴(yán)重威脅供電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。
★ 影響電網(wǎng)的質(zhì)量：高次諧波能使電網(wǎng)的電壓與電流波形發(fā)生畸變，另外相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率和無功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，增加電路損耗，浪費(fèi)電網(wǎng)容量。
★ 影響供電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償設(shè)備：供電系統(tǒng)變電站均有無功補(bǔ)償設(shè)備，當(dāng)諧波注入電網(wǎng)時容易造成高壓電容過電流和過負(fù)荷，使電容異常發(fā)熱：另外諧波的存在還會加快電容器絕緣介質(zhì)的老化，縮短電容的使用壽命。
★ 影響電力變壓器的使用：諧波的存在會使電力變壓器的銅損和鐵損增加，直接影響變壓器的使用效率；還會造成變壓器噪聲增加，縮短變壓器的使用壽命。
★ 影響用電設(shè)備：諧波的存在會造成異步電機(jī)電動機(jī)效率下降，噪聲增大；使低壓開關(guān)設(shè)備產(chǎn)生誤動作；對工業(yè)企業(yè)自動化的正常通訊造成干擾，影響電力電子計量設(shè)備的準(zhǔn)確性。
1.2.3治理諧波及補(bǔ)償無功功率的重要性
采用專門的濾波裝置能夠有效的濾除高次諧波，同時向電網(wǎng)提供容性無功功率，其重要性主要表現(xiàn)在以下方面：
★ 濾除高次諧波能夠定化用電環(huán)境，降低視在功率，減少諧波電流在用電設(shè)備和輸配電設(shè)備中的發(fā)熱，直接節(jié)省有功功率；消除由于諧波產(chǎn)生的震動，延長電器的使用壽命；有效的消除對敏感元件的影響。
★ 由于濾波回路是由電抗器和電容器串聯(lián)形成的，所以在濾波的過程中能向電網(wǎng)注入容性無功，提高了功率因數(shù)，這樣就能避免供電部門高額的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)，由于無功電流的抵消，也相當(dāng)于提高了配電設(shè)備的容量，減少了線損。無功功率補(bǔ)償還能提升末端的電網(wǎng)電壓，對優(yōu)化用電環(huán)境有很重要的意義。
在設(shè)計濾波器時，首先應(yīng)滿足各種負(fù)載水平下對諧波限制的技術(shù)要求，然后在次前提下，使濾波器在經(jīng)濟(jì)上合理。除以上經(jīng)濟(jì)分析外，設(shè)計濾波器還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
1）單調(diào)濾波器的諧振頻率會因電容，電感參數(shù)的偏差或變化而改變，電網(wǎng)頻率會有一定的波動，這將導(dǎo)致濾波器失諧。設(shè)計時應(yīng)保證在正常是諧的情況下濾波裝置仍能滿足各項要求。
2）電網(wǎng)阻抗變化對濾波裝置尤其是其中的單調(diào)諧濾波器的濾波效果有較大影響，而更為嚴(yán)重的是，電網(wǎng)阻抗與濾波裝置有發(fā)生并聯(lián)諧振的可能，設(shè)計時應(yīng)充分予以考慮。