电力系统谐波抑制的无源谐波滤波器研究附Simulink仿真

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🔥 内容介绍

电力系统中，非线性负载（如整流器、变频器、电弧炉等）的广泛应用导致大量谐波注入电网，造成电压电流波形畸变。谐波不仅会增加设备损耗、降低供电效率，还可能引发继电保护误动作、通信干扰等问题，严重威胁电力系统的安全稳定运行。无源谐波滤波器作为一种传统且有效的谐波抑制装置，凭借结构简单、成本低、可靠性高等优势，在电力系统中得到了广泛应用。本文将深入研究电力系统谐波抑制的无源谐波滤波器，包括其工作原理、拓扑结构、设计方法及应用效果。

一、电力系统谐波的产生与危害

（一）谐波的产生

谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。在电力系统中，谐波主要由非线性负载产生。当正弦电压施加于非线性负载时，负载的电流与电压不成线性关系，导致电流中除基波分量外，还包含大量的高次谐波分量。例如，三相桥式整流电路会产生 5 次、7 次、11 次等特征谐波；变频器在调速过程中，由于开关器件的通断动作，会向电网注入高次谐波。

（二）谐波的危害

1. 增加设备损耗：谐波电流流过变压器、电机等设备时，会产生额外的铜损和铁损，导致设备发热，降低设备使用寿命和运行效率。

1. 影响计量准确性：谐波会导致电能表计量误差，使电能计量不准确，造成经济损失。

1. 干扰通信系统：谐波可能通过电磁感应或传导方式干扰电力系统附近的通信线路，影响通信质量，甚至导致通信中断。

1. 引发继电保护误动作：谐波可能使继电保护装置感受到的电流或电压值发生变化，导致保护装置误动作，影响电力系统的正常运行。

1. 降低供电质量：谐波会使电压波形畸变，影响敏感设备的正常工作，如计算机、精密仪器等。

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