有源电力滤波器和无源电力滤波器的原理、应用及比较

电工文摘／技术交流

有源电力滤波器和无源电力滤波器的原理、应用及比较

一中国建筑设计研究院

施耐德电气（中国）投资有限公司马建国际建筑设计院摘

曹磊

刘狲

杜航

要：随着全球工业化进程的加快，电力电子装置在电网中的应用日益广泛，如整流器、变频器、ｕＰＳ、电梯、空调、节

能灯（荧光灯）、复印机、家用电器等，这些负载会产生大量的谐波电流并注入到电网中，使电网电压产生畸变，这种谐波污染会对电网和用户产生严重的危害。

有源滤波器和无源滤波器作为目前电网谐波抑制的主要手段被广泛应用，但无源补偿设备的补偿效果较差，同时也难以对变化的谐波和无功功率进行有效的补偿，因此，以ＩＧＢＴ为核心部件的有源滤波器比无源滤波器具有更优越的性能。本文从滤波原理及应用上，针对有源滤波器和无源滤波器的特点做分析，找出有源电力滤波器和无源滤波器的根本特别和区别。关键字：有源滤波器

无源滤波器

区别

单调谐滤波器是根据Ｌ、Ｃ谐振原理构成，因此，谐振频

率工。爵蠹在谐振点处ｚｎ＝Ｒｎ，因为Ｒｎ很小，因此对于该ｎ

次谐波，主要流入单调谐滤波器内，而其他次数的谐波，滤

无源滤波器是谐波抑制的传统方法。采用电力电容器和电抗器等无源器件适当组合构成的无源滤波器与需治理的非线性负载并联，为谐波形成一个低阻通路的同时，在基波下，也为负载提供所需的无功功率，这种方法在滤除谐波的同时也能补偿无功功率。由于采用的基本原件是电容和电抗，因此成本低，技术成熟，结构比较简单。

波器滤除的很少。

在实际应用中，无源滤波器的调谐频率不会正好设计在谐振点上。举个例子，５次无源滤波器的谐振点不会正好设计为２５０Ｈｚ，因为极小的５次谐波电压会在该趋近与零的回路，也就是５次无源滤波器内形成极大的５次谐波电流。因此，通常５次无源滤波器的谐振点通常设计在小于２５０Ｈｚ，通常在２４０Ｈｚ至２４８Ｈｚ之间。这个和各不同滤波器厂家的不同而不同。

１．２高通滤波器

高通滤波器也成为减幅滤波器，通常分为四种形式的高通滤波器，分别为一阶、二阶、三阶和Ｃ型四种。如图表２所示：

无源滤波器又分为单调谐滤波器、高通滤波器和双调谐

滤波器等几种。其中以单调谐滤波器为主。

１．１单调谐滤波器

图表１ａ为单调谐滤波器的电路原理图。滤波器对ｎ次谐

波的阻抗为．瓦Ｉ盖＋ｄ一础一壶ｊ，单调谐滤波器阻抗随频率变化

的关系曲线如图表１ｂ。

图表２

２００９．２５０