谐波保护器的工作原理

为了更好的了解谐波保护器的工作原理，我们首先来了解下什么是谐波。

谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波，而基波是指其频率与工频(50Hz)相同的分量。高次谐波的干扰是当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”，亟待采取对策。

我们知道了谐波以及他所产生的危害是通过过电压或者过电流引起的，造成一些损害。那么解决谐波就很简单了，我们只需要使得谐波保护器吸收掉谐波源产生的谐波电流即可。而谐波保护器吸收谐波的原理很简单，简单的来说，大家可以把谐波保护器当成一个电容串电抗，因为阻抗很低，电流会往这里流动，实际上就是阻抗分流，这样流入系统的谐波电流就基本上给解决掉了。

谐波保护器一般设于精密设备前端，抗浪涌冲击并吸收2~65次高次谐波对设备进行全面保护的谐波治理高端产品，谐波治理如：照明控制系统、计算机、电视机、电动机调速设备、不间断电源、数控机床、整流器、精密仪器、电子控制机构等等，所有这些非线性用电设备产生的谐波，它可导致配电系统本身或联接在该系统上的设备故障。谐波保护器能将谐波消除在发生源，自动消除对用电设备产生的高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰。通过谐波保护器能够净化电源、保护用电设备和功率因数补偿设备、防止保护装置的误跳闸，从而保护用电设备安全、高效地运行。

接下来，我们从专业学术角度理解下谐波保护器去除谐波的工作原理-谐波保护器的工作原理。

电容补偿器加电感线圈抑制谐波的原理，电感和电容维持一定的比例就可以滤去不同频率的谐波。

电容器串电抗后形成一个串联揩振回路，在谐振频率下呈现很低的阻抗（理论上为0），如果串联谐振频率与电网特征谐波频率一致，则成为纯滤波回路，如果只吸收少量谐波，则称为失谐滤波回路。

谐波保护器失谐滤波回路的主要用途是防止谐波放大，滤波效果不大，回路传串联谐振频率通常低于电网的最低次特征谐波频率，即设定为基波频率的3.8~4.2倍。

工程计算公式为：电抗器电抗XL=电容器容抗XC的百分比（X%）

或者：电抗器功率QL=电容器基波容量QC的百分比（X%）

电抗器电抗或容量一般为电容器容抗或容量的6~7%

在选择x=6%时，谐振次数为vr=4.08。

失谐滤波回路只吸收少量5次及以上的谐波，谐波源产生的谐波的大部分流入电网，电容器容量根据预计达到的功率因数值确定。

纯滤波回路的主要用途是吸收谐波，同时补偿基波无功。

在串联谐振状态下，谐波保护器滤波回路的合成阻抗XS接近于0，因此可对相关谐波形成“短路”。在谐振频率以下滤波回路呈容性，因此能够输出容性基波无功功率以补偿感性无功功率。在谐振频率以上滤波回路呈感性。由于滤波回路在谐振点以下呈容性，所以在其特征频率以下又与电网电感形成并联谐振回路。如果在这个频率范围内没有特征谐波，则并联谐振对电网不会产生危害。

由于滤波回路的主要任务是吸收电网谐波，所以限制了对基波无功功率进行调节的灵活性，只能对各个回路进行投切，投入的顺序为从低次到高次，切除的顺序为从高次到低次。对于容量较大的补偿滤波装置，可以采取纯滤波回路和失谐滤波回路结合的方法，即纯滤波回路固定运行，补偿基本负荷，失谐滤波回路作为调节运行。