如何使用谐波变压器和滤波器减少电气系统中谐波？

　　三相负载不会产生三次谐波。因此，在三相负载占主导地位的情况下，谐波问题主要来自5次、7次、17次、19次或更高次谐波处流动的电流。谐波抑制变压器（HMT）可以使用双次级绕组或变压器对来减少这些谐波。一组由两个或多个变压器组成的变压器之间具有30°相移，可用于处理这些谐波。选择这种相移程度是为了确保一个次级的谐波分量与另一个次级的谐波分量异相。

　　在变压器同时提供单相和三相负载的情况下，需要一种组合方法。具有30°相移的三角形锯齿形变压器对通常用作单独变压器组的一部分。变压器之间的 30°
相移可降低 5 次、7 次、17 次和 19 次谐波。次级锯齿形绕组大大降低了三次谐波。

　　注意：

　　启动期间的电压骤降可以使用电能质量计记录。

　　为了获得最佳结果，单相、线到中性线、非线性负载必须在由两个独立 HMT 供电的两个面板之间平衡。其中一个 HMT 应该是具有 0o
相移的三角形之字形。第二个HMT可以是δ-Y形或Y形之字形，相变为30o。使用两个变压器将有助于消除5次、7次、17次和19次谐波。此外，当负载平衡时，谐波衰减将更有效。

　　例如，如果为单相非线性负载供电的主电源面板需要 200 A，则最好使用两个独立的面板，每个面板 100 A。参见图
5。两个变压器用于为单独的面板供电。一个变压器以三角形之字形配置接线，另一个变压器以三角形或星形锯齿形配置接线。两个变压器彼此异相
30°。计算机负载以脉冲形式吸收电流，谐波通过变压器返回主电源面板。谐波加在一起，使整个系统以非常低的THD波形吸收电流。

　　变压器组之间具有相移，用于抵消谐波

　　HMT 阻抗

　　两个 HMT
应具有相同的阻抗值，靠近源总线，并具有相同的负载谐波曲线。对于锯齿形次级，阻抗小于变压器铭牌阻抗额定值。在三角形或三角形变压器中，单相阻抗与正负序阻抗相同。这是铭牌上的阻抗。

　　对于三角形锯齿形或星形锯齿形变压器，中性线的相位阻抗约为正负序阻抗的75%至85%。这导致在中性线或地发生单相故障时更高的故障电流。参见图
6。这可能需要具有更高额定值的过流保护器件。变压器铭牌上给出的阻抗值是正/负序阻抗。因此，最好假设任何故障电流约为计算故障电流的133%。在进行电弧闪光保护的协调研究时，这一点非常重要。

　　锯齿形变压器的单相阻抗约为铭牌阻抗的75%至85%。

　　谐波滤波器

　　谐波滤波器是一种用于降低谐波分量和THD的装置。单相谐波滤波器用于通过最小化三次和其他三次谐波来减少非线性单相负载的谐波。三相谐波滤波器，也称为陷阱滤波器，用于减少连接到三相系统的单相非线性负载或三相负载（例如连接到系统的交流变速电机驱动器）产生的谐波。三相谐波滤波器的主要目的是减少将交流电转换为直流电的六脉冲（六二极管）转换器产生的第五次和第七次谐波电流。滤波器通常调谐到略低于五次谐波，并提供捕获第五次谐波和大部分七次谐波的低阻抗路径。谐波滤波器应安装在尽可能靠近非线性负载的位置。对于三相驱动器，它们通常安装在服务设备上。

　　谐波滤波器可能包括不同类型的电路或组件，旨在减少谐波电流，例如电容器、电感器和其他组件的组合。谐波滤波器通常分为无源谐波滤波器和有源谐波滤波器。

　　无源谐波滤波器

　　无源谐波滤波器使用经过调谐的电容器和电感器来消除特定的谐波频率。参见图
7。无源谐波滤波器的工作方式类似于电子电路中的带通或低通滤波器。它允许低频（60 Hz）保持不变地通过，同时消除180
Hz及以上的较高频率。无源谐波滤波器可能难以使用，因为它们经常引起其他问题，如振铃、不必要的谐振和过度补偿。像SMPS这样的单相谐波源通常不会在电流和电压之间产生太多的相移。因此，无源滤波器很容易导致电路从滞后切换到超前。此外，无源谐波滤波器往往相当大，可能有些昂贵。

　　无源谐波滤波器使用一组电阻、电容和电感器来调谐谐波频率

　　有源谐波滤波器

　　有源谐波滤波器使用电子器件提供可变阻抗，以消除电路中的谐波或产生与谐波异相180°的自适应电流波形。

　　有源滤波器通常非常昂贵，而且应用不广泛。然而，电子威廉希尔官方网站 的进步使这些类型的设备更容易获得和具有成本效益。