GB T 26868-2011 高压滤波装置设计与应用导则.pdf

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1、ICS 31.060.70 K 42 中华人民11: ./、GB 和国国家标准GB/T 26868-2011 高压滤波装置设计与应用导则The guide for design and application of high-voltage power filters 2011-07-29发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会2011-12-01实施发布GB/T 26868-20门目次前言.1 1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义3. 1 谐技3.2 功率-3.3 滤波装置43.4 滤波装置参数-4 设计原则4. 1 可靠性4.2 安全性4.3 功能要求

2、74.4 灵活性74.5 其他特殊要求.7 4.6 经济性75 设计依据.85.1 设计条件.85.2 设计要求96 设计方法四6. 1 滤波器类型的确定.12 6.2 滤波器的接线.6.3 滤披装置的组合.14 6.4 元功补偿容量的确定146.5 滤波装置参数计算6.6 滤波装置谐波仿真6. 7 滤波装置元件参数计算与校核196.8 滤波装置的保护206.9 滤波装置控制.21 6. 10 主电路元器件选择.22 7 应用技术n7.1 试验.227.2 安装与布置.277.3 滤波装置的调试317.4 运行及维护u附录A(资料性附录)滤波装置仿真.34 附录B(资料性附录)主电路元器件选择

3、40参考文献u剧吕本标准按照GB/T1. 1一2009给出的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电力电容器标准化技术委员会(SAC/TC45)归口。G/T 26868-2011 本标准起草单位:西安高压电器研究院有限责任公司、河北省电力研究院、上海宝钢安大电能质量有限公司、石家庄波宏科技有限公司、四川波宏电力滤波设计研究有限公司、日新电机(元锡)有限公司、广东电网电力科学研究院、河北省电力勘测设计研究院、深圳市三和电力科技有限公司、辽宁荣信电力电子股份有限公司、深圳市环华电气技术有限公司、佛山市南海区樱花电气有限公司、合肥华威自动化有限公司、山东泰开电力电子有限公司、北京赤那思

4、电气技术有限公司、杭州光大电力滤波设备有限公司、浙江瑞泰电力电子有限公司、淄博莱宝电力电容器有限公司、深圳市力量科技有限公司、深圳市威尔辰电力电子科技有限公司。本标准主要起草人:段晓披、李令冬、贾保军、郭天兴、胡君慧、杨一民、徐柏榆、叶选茂、冯申荣、张建平、张健夫、王锐、龙绍清、张宗有、平怡、江钧祥、任强、焦东亮、平孝香、冯丽、朱维扬、傅光祖、夏小锋、田宜涛、李俊、陈伟俊。I GB/T 26868-20门高压滤波装置设计与应用导则1 范围本标准对高压元洒、电力滤波装置进行了定义、分类，规定了设计原则、设计依据、设计方法、应用技术的基本内容等。本标准适用于工频50Hz、额定电压为1000V及以上

5、至110kV及以下高压元源电力滤波装置(以下简称滤波装置)。滤波装置的设计与应用，除应符合本导则的规定外，尚应符合国家现行的有关标准、规范的规定。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 1984 高压交流断路器(GB1984-2003 , IEC 62271-100 :2001 , MOD) GB 1985 高压交流隔离开关和接地开关(GB1985一2004，IEC62271-102:2002 , MOD) GB 3906 3. 6 kV40. 5 kV交

6、流金属封闭开关设备和控制设备(GB3906-2006 , IEC 62271-200:2003，岛10D)GB 4208 外壳防护等级CIP代码)(GB 4208-2008 , IEC 60529: 2001 , IDT) GB/T 11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求(GB/T11022-1999, eqv IEC 60694: 1996) GB/T 12325 电能质量供电电压偏差GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波GB/T 16927.1 高电压试验技术第一部分:一般试验要求(GB/T16927.1-1997 , eqv IEC 60060-1:1989)

7、 GB/T 16927.2 高电压试验技术第二部分z测量系统(GB/T16927. 2-1997 , eqv IEC 60060-2: 1994) GB 50227 并联电容器装置设计规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 谐波3. 1. 1 公共连接点point of common coupling PCC 用户接人公用电网的连接处。3. 1. 2 谐波测量点harmonic measurement points 对电网的公共母线和电力线路或用户母线和供电线路以及有关设备或装置进行谐波测量的特GB/T 26868-2011 定点。3. 1. 3 基波分量fundamental

8、 component 对周期性非正弦交流量进行傅立叶级数分解，得到频率与电网工频相同的分量。3. 1.4 谐波分量harmonic component 对周期性非正弦交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。3.1.5 谐波次数harmonic order h 谐波频率与基波频率的整数比。3. 1. 6 谐波含量total harmonic content 从与电网工频相对应的整周期性非正弦交流量中减去基波分量后所得量的方均根值(谐波电压含量或谐波电流含量。式中:1H一一谐波电流含量;11一一基波电流(方均根值); 1H二届ZJ才UH=尼LF11h 第h次谐披电流(方均

9、根值); UH 谐波电压含量;U1 基波电压(方均根值); Uh一一第h次谐波电压(方均根值); U一一电压方均根值;I一一电流方均根值。3. 1. 7 谐波含有率harmonic ratio HR 周期性非正弦交流量中含有的第h次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。第h次谐波电压含有率以HRUh表示，第h次谐波电流含有率以HR1h表示。3. 1. 8 总谐波畸变率total harmonic distortion THD 周期性非正弦交流量中谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。电压总谐波畸变率以THDu表示，电流总谐波畸变率以THDr表示。3

10、.1.9 谐温源harmonic source 向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。2 3. 1. 10 特征谐波characteristic harmonic 在设计工况下，电气设备产生的特定次数谐波。3. 1. 11 非特征诺波non-characteristic harmonic 电气设备产生的不是特征谐波次数的谐波。3.2 功率3.2. 1 瞬时功率instantaneous power 端口的电压瞬时值与电流瞬时值的乘积。=Ul 3.2.2 视在功率apparent power s 端口的电压方均根值与电流方均根值的乘积。3.2.3 矢量功率vector po

11、wer 复功率complex power Sh h=1，2， S=UI h次电压矢量与h次电流共辄矢量的乘积。3.2.4 有功功率active power p 一个周期内的瞬时功率的平均值。Sh =Uh I=Ph十jQhP=j:白dt对于正弦电压及电流，矢量功率的实部即有功功率。Ph = Re Sh = Sh COS(/Jh 轨电压矢量Uh相对于电流矢量Ih的相位差。GB/T 26868-2011 对于周期性的非正弦电压及电流，有功功率是直流分量功率及基波和谐波有功功率的总和。3.2.5 无功功率reactive power Q 对于周期性的非正弦电压及电流P=艺Phh=O Q=ffp2 3

12、GB/T 26868-20门对于正弦电压及电流，矢量功率的虚部即无功功率。Qh = ImSh = Sh sincph 注:供给电感的无功功率为正值，电容输出的无功功率为负值。3.2.6 功率因数power factor 有功功率与视在功率之比。=号3.2.7 基波功率因数power factor of the fundamental 同类名称:位移因数dsplacement factor COSCPl 基波有功功率与视在功率之比。p , co呻1=否;3.3 滤波装置3.3. 1 无源滤波器passive filter PF 由滤波电路(电阻R、电感L、电容C构成)和开关、控制和保护单元等组成

13、元源滤披器，可用于滤除特定频率的谐披电流。3.3.2 调谐滤波器tuned filter 谐振频率调谐于欲滤除的谐波频率的滤波器。调谐滤波器通常是电容、电感串联谐振型，在调谐频率下，感抗和容抗值正好相等而抵消。3.3.3 调谐频率tuned frequency 10 在该频率下滤波器的感抗和容抗值相等丽符号相反。3.3.4 滤波器次数filter order h滤波器所需滤除的主导谐波次数。f 对于h次滤波器，h=一，1为欲滤除的主导谐波电流的频率，11为基波频率，h为正整数。11 3.3.5 单调谐滤波器single-tuned harmonic filter 只有一个调谐频率的滤波器。3.

14、3.6 高通滤波器high-pass filter 在某一截止频率后的频带范围内呈低阻抗特性，用以吸收谐波电流的滤波器。3.3.7 主电路main circuit 滤波装置与交流配电线路相连接并具有同一绝缘水平的电路。4 3.3.8 辅助电路auxiliary circuit 用以完成检测、控制、保护等辅助功能的二次电路。3.3.9 滤波器调谐次鼓tuned order of filter ho 滤波器调谐频率的次数。对于h次滤波器的调谐次数ho,ho =手/0为调谐频率。J 1 3.3.10 滤波装置filter 由接于同一供电母线上的全部滤波器组成滤波装置。3.4 滤波装置参数3.4. 1

15、 装置的额定电压rated voltage of filter UN 设计滤波装置时规定的交流电压。3.4.2 滤波器的额定电流rated current of filter IN 设计滤波器时所采用的电流方均根值。3.4.3 电容器安装窑量assemble capacity of capacitor QCNl 滤波器中全部电容器的额定容量之和。3.4.4 基波补偿容量fundamental compensation capacity QCl 滤波装置(或滤波器)在额定电压下运行时的基波无功功率。3.4.5 电容器的额定电压rated voltage of the capacitor UCN

16、设计滤波器时，滤波电容器所采用的电压方均根值。3.4.6 电抗器的额定电压rated voltage of the reactor ULN 设计滤波器时，串联电抗器所采用的电压方均根值。3.4.7 谑波电抗器基波盛抗fundamental inductive reactance of filter reactor XLl 滤波电抗器的基波感抗值。GB/T 26868-20门5 GB/T 26868-2011 3.4.8 滤波电容器基波窑抗fundamental capacitive reactance of filter capacitor XC1 滤波电容器的基波容抗值。3.4.9 额定电抗

17、率rated reactance ratio KLN 滤技器中串联电抗器的基波感抗与电容器基波容抗的比值。K55叫3.4. 10 最大工作电流maximum working current lmax 温升不超过规定值时，滤波器能连续运行的最大工作电流方均根值。3.4. 11 滤波装置谐波电流系数harmonic current coefficient of filter kh 谑波装置接人后，注入系统的谐披电流与谐波电流发生量的比值。式中z是ISh一-lh-Igh I阱一一与滤波装置接人同一供电母线的谐波电流源(全部非线性负载)的h次谐波电流发生量;ISh一一滤波装置接入后，谐波电流源注入系统

18、的h次谐波电流。3.4. 12 滤波装置谐波电流滤除率harmonic cuent filtering rate of filter h 滤波装置接入后注入系统的谐波电流的减少量与接入前注入系统谐波电流的百分比。可Ih= (1- klh ) x 100% 3.4. 13 滤波电抗器品质因数quality factor of filter reactor qLh 指捷波电抗器h次谐波频率下感抗与电阻的比值。式中zhXLl qLh =王7Rh一一滤波电抗器的h次电阻。3.4.14 6 滤波器晶质因数quality factor of filter qfh 指滤波器h次谐波频率时，其等效串联h次谐波

19、感抗X.，n与等效串联h次等效电阻R.，n的比值。X .,n qfh =页一A、.，nGB/T 26868-2011 4 设计原则4. 1 可靠性可靠性是指在规定的运行条件下滤波装置能够连续工作的保证程度。即滤波装置的设计应能保证在规定的运行环境和运行条件下，确保其连续可靠工作。对于特殊的运行环境和运行条件，应通过采用相应的技术措施与设计标准，以满足可靠性要求。4.2 安全性滤波装置的设计应能保证其在正常运行、外部电网事故及异常时本身的安全性，同时装置本身的投入、切除、正常运行及异常时不会对系统运行产生不良影响。滤波装置的设计应有可靠的技术措施，如:采用自动控制、保护单元、设备可靠接地、闭锁装

20、置、围网设置和警告标志等，以保证装置安全运行。4.3 功能要求4.3. 1 谐波电流滤波功能谐波源注入公共连接点的谐波电流在规定的限值以内。4.3.2 无功补偿功能在负荷功率变化范围内，装置的元功补偿能满足负载对功率因数和母线电压偏差的要求。4.4 灵活性4.4. 1 允许多种组合的运行方式装置除了满足技术性能指标、可靠性、安全性、经济性外，还应能满足不同工况和不同负荷水平下的灵活运行的需求，允许装置多种组合的运行方式。4.4.2 允许多种控制方式可根据实际情况，选择手动和自动控制。自动控制又可分电压元功综合控制和电压、谐波及元功综合控制等。4.5 其他特殊要求即特殊的运行环境和特殊的技术性能

21、指标。4.6 经济性4.6. 1 装置的运行损耗应力求最低。4.6.2 在满足4.14. 5、4.6.1要求的前提下，以制造成本最低为原则进行优化设计。7 GB/T 26868-2011 5 设计依据5. 1 设计条件5. 1. 1 环境条件5. 1. 1. 1 海拔滤波装置安装地点的海拔高度。为便于产品的标准化，推荐一般产品可按照海拔不超过1000m考虑。用于海拔高度高于1000m地区的滤波装置，其要求应由用户与制造方协商确定。5. 1. 1. 2 温度和湿度范围滤波装置运行地点的环境空气温度变化范围如表1所示。表1滤波装置运行地点的环境空气温度变化范围环境温度类别安装地点 最高屋外最热月平

22、均最高温度裸导体该处遗风设计温度。当元资料时，可取最热月平均最高温度屋内加soc屋外年最高温度电器屋内电抗器该处通风设计最高排风温度屋内其他该处通风设计温度。当元资料时，可取最热月平均最高温度加soc注1:年最高(或最低)温度为一年中所测得的最高(或最低)温度的多年平均值。注2:最热月平均最高温度为最热月每日最高温度的月平均值，取多年平均值。最低年最低温度滤波装置运行地点的相对湿度，应采用当地湿度最高月份的平均相对湿度。对湿度较高的场所，应采用该处实际相对湿度。当元资料时，相对湿度可比当地湿度最高月份的平均相对湿度高5%0 (一般地区推荐的产品环境相对湿度:月平均相对湿度不大于90%，日平均相

23、对湿度不大于95%)。5. 1. 1.3 凤速安装运行地点距离地面10m高、30年一遇的10min平均最大风速，最大设计风速超过35m/s的地区，可在屋外滤波装置的布置中采取措施。阵风对装置的影响，应由制造部门在设计中考虑。5.1. 1. 4 覆冰厚度对于户外运行的装置，在积雪、瞿冰严重地区，应尽量采取防止冰雪引起事故的措施。隔离开关的破冰厚度，应大于安装地点的最大瞿冰厚度。5. 1. 1. 5 抗污秽能力设备外绝缘的爬电比距按照安装地点的污秽等级确定。8 GB/T 26868-20门5. 1. 1. 6 耐受地震能力滤波装置设计需适应当地的地震烈度，必要时应进行抗震强度验算。安装时，应考虑支

24、架对地震力的放大作用。辅助设备应具有与主设备相同的耐受地震能力。5. 1. 1. 7 其他非正常使用条件由制造方和购买方商定。5. 1.2 电源及供配电系统5. 1.2. 1 系统参数系统公共连接点和滤波装置预接人点的系统接线及运行方式，各种方式下电网短路容量，变压器、输配电线路、补偿电容器和电抗器及限流电抗器等设备参数。5. 1.2.2 电压偏差系统公共连接点和滤波装置接人点电源及供配电系统实际和可能的运行电压范围。5. 1.2.3 电压波动系统公共连接点和滤波装置接入点系统电压变动和闪变。5. 1. 2. 4 频率变化系统公共连接点和滤波装置接人点电网频率的变化范围。5. 1. 2. 5

25、谐波水平系统公共连接点和滤波装置接入点系统的谐波特征和背景谐波水平。影响系统谐波特征及谐波水平的主要方面有:a) 系统电源构成，包括有些交直流氓合电源系统，特别是直流电源系统不同运行方式;b) 不同运行方式和运行电压及负荷水平下系统背景谐波;c) 已有和规划中的谐波源类型及其运行方式。5. 1.2.6 电压不平衡系统公共连接点和滤波装置接人点系统三相电压不平衡数据。5.1.3 负载条件5. 1. 3. 1 负载的谐波特征和各次谐波含量。5. 1. 3. 2 负载的有功和无功的变化范围、变化频度和变化速度。5.2 设计要求5.2.1 接入电罔基本要求5.2. 1. 1 滤波装置的设计，应根据拟安

26、装地点系统接线及运行方式、谐波水平(含背景谐波)和元功需求等因素，按全面规划、合理布局、分级滤波、就地平衡的原则确定最优滤波容量和方式。5.2. 1. 2 设计时应核算滤波装置按各种容量组合运行时，滤波装置所在系统不得发生有危害的谐振，且考核点的谐波水平在设计限值范围内。9 GB/T 26868-2011 5.2. 1. 3 滤波装置宜装设在变压器的主要谐波源负荷侧。5.2.2 电压控制滤波装置运行及退出时，其对所接系统引起的电压偏差变化应符合GB/T12325的规定范围。对供电电压允许偏差有特殊要求的用户，由设计方、制造方与购买方协议确定。5.2.3 电压波动限制对多支路滤波装置，投切任何一

27、支路在考核点所引起的电压变动值满足以下要求:一-20kV及以上等级不宜超过其额定电压的土2.5%;20 kV以下等级不宜超过其额定电压的:J:3%。5.2.4 频率波动、滤波器参数和系统参数变化滤波装置的设计应考虑频率波动、滤波器参数变化和系统参数变化对系统的阻抗特性和谐波水平产生的影响，确保滤波装置和系统安全稳定要求。5.2.5 考核点谐波限值要求5.2.5. 1 系统谐波限值5.2.5. 1. 1 通则系统谐披限值是保证不因过大的谐波畸变而使系统所连接设备丧失功能或发生故障。对PCC点，滤波装置设计应满足GB/T14549 -1993规定的谐波限值。对用户或企业内部电网的母线，可参照GB/

28、T14549-1993或根据用户要求另行规定采用电磁兼容谐波限值，或由用户另行规定。5.2.5. 1. 2 语波电压限值表2公用电网谐波电压限值各次谐波电压含有率电网标称电压电压总谐波畸变率% kV % 奇次偶次0.38 5.0 4.0 2.0 6 4.0 3.2 1. 6 10 35 3.0 2.4 1. 2 66 110 2.0 1. 6 0.8 5.2.5. 1. 3 谐波电流允许值公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量(方均根值)不应超过表3中规定的允许值。当公共连接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时，表3中的谐波电流允许值的换算见GB/T 14549-1993附录B。GB/

29、T 26868-20门表3注入公共连接点的谐波电流允许值标准基准谐波次数及谐波电流允许值短路A 电压容量kV 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 MVA 0.38 10 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8 8.9 7.1 14 6.5 12 6 100 43 34 21 34 14 24 11 11 8.5 16 7.1 13 6. 1 6.8 5.3 10 4. 7 9.0 4.3 4.9 3.9 7.4 3.6 6.

30、8 10 100 26 20 13 20 8.5 15 6.4 6.8 5.1 9. 3 4.3 7.9 3.7 4.1 3.2 6.0 2.8 5.4 2.6 2.9 2.3 4.5 2.1 4.1 35 250 15 12 7.7 12 5.1 8.8 3.8 4.1 3. 1 5.6 2.6 4.7 2.2 2.5 1. 9 3.6 1. 7 3.2 1. 5 1. 8 1. 4 2.7 1. 3 2.5 66 500 16 13 8.1 13 5.4 9.3 4.1 4.3 3.3 5.9 2. 7 5.0 2.3 2.6 2.0 3.8 1. 8 3.4 1. 6 1. 9 1. 5

31、 2.8 1. 4 2.6 110 750 12 9.6 6.0 9.6 4.0 6.8 3.0 3.2 2.4 4.3 2.0 3.7 1. 7 1. 9 1. 5 2.8 1. 3 2.5 1. 2 1. 4 1. 1 2. 1 1. 0 1. 9 注:220 kV基准短路容量取2000MVA。同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配，分配的计算方法见GBjT14549-1993的附录B。5.2.5.2 设备承受能力滤波装置所在系统由各种供用电设备构成，各种设备对谐波的承受能力各不相同，滤波装置设计时应保证在任何一种

32、系统运行方式下，各种供用电设备所承受的谐波水平在设备本身性能要求范围内。Ih为h次谐波电流(方均根值)，则流经设备的电流有效值I按照式(1)计算:I=y巧+1; + I + +I! . . . . . . . . ( 1 ) Uh为h次谐波电压(方均根值)，则设备承受的电压有效值U按照式(2)计算zU=yU +U; +叼+U! ( 2 ) 设备承受的峰值电压按照式(3)计算:U陆=y2(U十U;+U十+U!-). ( 3 ) 5.2.6 无功补偿要求元功补偿容量应根据负荷需求并结合本地区电网无功规划以及无功电压有关规定确定。如在用户变压器低压侧安装滤波装置时，设计上应计算到用户变压器、电抗器及

33、其他感性负荷设备的元功功率需求，确保补偿后的功率因数符合相关规定。为实现对电压和无功的有效调控，一般情况下，要求用户功率因数不能超前，不宜出现元功功率过补偿。5.2.7 安全运行要求5.2.7. 1 滤波装置设计时应计算系统阻抗频谱，校核系统谐振点，保证在任何一种系统运行方式和负荷水平下，滤波装置所在系统不会发生有害谐振。5.2.7.2 设计时应保证在系统正常运行方式和负荷水平下，考虑包括各次谐波分量在内时，滤波装置各设备或元件应安全可靠运行。5.2.7.3 滤波装置应具备完善的保护功能，在因系统或负荷异常而产生非特征性谐波分量而导致谐波异常放大或发生谐振时，能有效监测预警或动作切除滤波器。5

34、.2.7.4 滤波装置应装设放电器件，放电特性应满足GB50227相关规定要求。有特殊要求的，另行GB/T 26868-2011 约定。5.2.7.5 构成滤波装置的电器设备的外壳、安装支架及绝缘台架的电位均应固定，并符合GB50227 的有关规定。5.2.7.6 滤波装置应有完善的闭锁装置，避免误操作。5.2.7.7 多个滤波器组成的滤波装置，不同调谐频率的滤波器之间应设置适当的投切闭锁，保证不同调谐频率的滤波器投切时不会出现系统谐波放大。投入时按调谐频率由低至高逐级投入，切除顺序则相反。5.2.8 可靠性要求5.2.8. 1 在事先约定的电源及供配电系统电压偏差、频率偏差和设备允许温度变化

35、范围内，滤被装置性能应满足设计要求。5.2.8.2 对于大容量的滤披装置，当有限数量的电容器元件或单元击穿时，如需滤波装置继续运行，应进行可靠性、安全性校核计算。5.2.9 接线要求5.2.9.1 宜采用单星形接线或双星形接线。在中性点非直接接地的电网中，星形接线电容器组的中性点不应接地。5.2.9.2 每相或每个臂，对于采用外熔断器或内部熔丝保护的电容器组，由多台电容器串并联组合时，一般采用先并联后串联的接线方式。5.2. 10 环保要求5.2.10.1 滤波装置所选用的所有主设备和辅助设备，如果含有会污染环境或有其他危险的物质，应按照国家的相关法律执行，采取相应的技术措施，并在单元器件的标

36、牌上或其他地方有明显标志。5.2. 10.2 滤搅装置运行中产生的噪音应符合国家的相关规定要求。6 设计方法6. 1 滤波器类型的确定6. 1. 1 常用滤波器的类型滤波器的类型很多，最常用的滤波器是如图l所示的3种类型滤波器。户L;:IIR L C1 a)单调谐滤波器b)二阶高通滤波器c) C型高通滤波器图1常用无源捷波器12 GB/T 26868-20门单调谐滤波器是最简单实用的滤波电路，其优点是在调谐频率点阻抗近似为零，在此频率下滤波效果显著。缺点是在低于调谐频率的某些频率与网络形成高阻抗的并联谐振，低次单调谐滤波器基波有功功率损耗较大。二阶高通捷、波器对于调谐频率点以及高于此频率的其他

37、频率有较好的滤波效果。它一般适合于4次及以上更高次谐波电流的滤波。二阶高通滤波器基波有功损耗较小，其并联电阻器的谐波有功损耗较大。电弧炉、电焊机、循环换流器等负荷不仅产生整数次谐波电流，而且产生间谐波电流，高品质因数的单调谐滤波器可能会使间谐波放大，低品质因数的单调谐滤波器基波有功损耗大。因此在要求高阻尼且调谐频率低于、等于4次的谐波滤波器常选用C型高通滤波器。6. 1.2 滤波器类型的确定原则6. 1. 2. 1 负载在某些频率点谐波电流大，频率点附近无间谐波，可以选用单调谐滤波器。6. 1. 2. 2 不高于4次谐波的频率点附近如果存在间谐波，宜选用高阻尼C型高通滤波器。6. 1. 2.

38、3 要求高阻尼高通且调谐频率等于、高于4次的谐波频率点，可以选用二阶高通滤波器。6.2 滤波器的接线6.2. 1 接线方式高压并联元游、捷波器的接线方式一般有前置电抗器及后置电抗器两种，如图2所示。干寸T T T a) b) 图2高压无源滤波器的接线方式6.2.2 电抗器前置接线图2a)为电抗器前置接线，电抗器本体对地全绝缘，当滤波电抗器与电容器的连线发生对地短路或电容器组发生全部击穿时，滤波电抗器将承受短路电流和电压，其动、热稳定要求与断路器相同。对于高压滤波器，一般推荐采用电抗器前置接线方式，这样可以限制短路电流，同时电容器可采用双星形接法，便于使用不平衡的保护方案。6.2.3 电抗器后置

39、接结图2b)为电抗器后置接线，当滤波电抗器与电容器连接线发生对地短路时，滤波电抗器被旁路，短路电流小于滤波器的正常工作电流。仅当电容器组被全部击穿时，电抗器的动、热稳定要求才与断路器相同。对耐受短时短路电流能力较差的电抗器，如容量较小的扁形电抗器，一般考虑电抗器后置接线方式。13 GB/T 26868-2011 6.3 滤波装置的组合6.3. 1 滤波装置组合的定义当负载有多个频率的谐波电流发生或元功变化较大时，需要2个或2个以上滤波器同时运行或分组投切。6.3.2 捷波装置组合原则在满足无功补偿，谐波滤波和电压波动指标的前提下，力求滤波器数量最少。6.3.3 典型组合案例滤波器典型组合案例见

40、表40表4滤波器典型组合案例谐波源描述滤波装置组合方式(推荐)注入系统的三相3次谐波电流方向不3次单调谐滤波器一致6脉动整流负荷5次、7次单调谐滤波器与11次高通滤波器组合12脉动整流负荷5次单调谐滤波器与11次二阶高通滤波器组合或5、7次单调谐与11次、13次、17次二阶高通滤波器组合交流电弧炉3次单调谐与4次单调谐(或二阶高通)滤波器组合或2次C型高通滤波器、3次单调谐滤波器与4次单调谐(或二阶高通)滤波器组合大功率可关断高速电力器件的高压变频器负荷6.4 无功补偿容量的确定补偿容量:5次、7次单调谐与11次、13次、17次二阶高通滤波器组合QC1 =咐(二百f-l-J(志)2_1补偿后电

41、压变化近似为: ( 4 ) .U v 1 fV 0,( _ Qb-Qlmin -/ 1 0.1 eu，max二百.TX 100 % = -, -.mm X 100 %( 5 ) LI N vsc.min .U ,/ 1 ( 0,( _ QCl - QlmaX -/ 1 O.t 仇.min= Tx 100% = -, -.max X 100% ( 6 ) LI N sc, mm 系统电压的变动:.U=Up -UN . ( 7 ) 式中zUN 一一滤波装置接入系统处的额定电压，单位为千伏(kV); U肌P一滤波装置接入系统处的实际运行电压，单位为千伏(仕kV); S, cOSrpl伊机1一补偿前负

42、载基波平均功率因数测量值或设计值;14 P1 一一负载基波平均有功功率，单位为兆瓦(MW);Qlrnax一一负载基波最大无功功率，单位为兆乏(Mvar); Qlmin一一负载基波最小无功功率，单位为兆乏(Mvar); COS仕1一一补偿后基波平均功率因数设计值;E川口一一当负载基波元功最小时，补偿后存在的最大电压正偏差;eu.min一一当负载基波无功最大时，补偿后存在的最大电压负偏差。6.5 滤波装置参数计算6.5.1 滤波装置的无功补偿容量分配6. 5. 1. 1 由式(的计算滤波装置总元功补偿容量QCI。GB/T 26868-2011 6.5.1.2 设滤披装置由hl、hzhm次滤波器并联

43、组成，通过hi(i= 1 ，2m)次滤波器的主导谐波电流为Ih.，建议hi次滤旋器的元功补偿容量按照式(8)进行计算。QCI.h _ Ih /hi I.h, - m lCI . ( 8 ) CIh/h) 6.5.2 滤波器的调谐频率理想条件下，滤波装置的调谐频率应该与需要滤除的特征谐波频率相等，这样可以取得最好的滤波效果。考虑到滤波电容器电容的温漂及制造偏差、滤波电抗器的制造偏差、铁心电抗器的非线性和系统频率的变化，这些因素可能会使滤波器特征频率阻抗呈容性而导致谐波放大，为了保证滤波器长期运行的可靠性，一般取儿次滤波器的调谐频率ahJI小于其特征频率hJI(其中a为调谐系数/1为系统频率)。调

44、谐系数a的推荐值见表5。表5调谐系数a的推荐值调谐系数a滤波器次数hi空心电抗器铁心电抗器2 0.96 O. 93 3、40.96-0.97 0.93-0.94 二主50.97-0.98 0.94-0.95 6.5.3 滤波电抗器的品质因数滤波装置的有功基波损耗应不大于总补偿容量的0.5%，为了减小滤波器的有功基波损耗，各滤波电抗器品质因数推荐值见表60表6滤波电抗器品质因数推荐值滤波器次数hi滤波电抗器品质因数qu.h=1 ,50 Hz h=ho，调谐次数2 二注50二主803 二40主主1004-7 主主20二主1007 二10二三10015 GB/T 26868-2011 6.5.4 滤

45、波器的R、L、C参数计算6.5.4.1 单调谐谑波器(h次)。-1i 2MFU U一，川句-bx-uo -fho-GA =h-1= L2 XR aLU 10 L=石XLl(mH) c) XCJ =hXLl (0) F U-c 6-VA (-I U二fJ一-9 一一C d)如1=fL=d7+0.001QCJ.h qu.o (叫一1)式中zh 滤波器次数Fh。一一滤波器调谐次数;qu.o 滤波电抗器调谐频率时品质因数;QC1.h一-h次滤波器基波补偿容量，单位为兆乏(Mvar); Up max 供电母线实际运行的最高电压，单位为千伏(kV); f1 一一基波频率，单位为赫兹(Hz); Re 滤波电

46、抗器调谐频率时等效串联电阻zh 一一滤波器基波损耗率估算值;P1 一一滤波器总基波有功损耗，单位为兆乏(Mvar)。6.5.4.2 二阶高通滤波器(h次)。-i 2山一阶U一，-c -Q 一一L x a 10 L=EXL1(mH) b) R=hoXLl qfho (0) qfho =0. 630 106 c pV .7 (F) 2f1XC1 c) XCJ =时XLl(0) .h; d) 基波损耗率估算值:p=ZL=二l/r1 QC1.h ho (叫一l)qfho(叫一1)qu.o式中:qfho 滤波器调谐频率时的品质因数。6.5.4.3 C型高通滤波器a) XC1=旦旦(0)、唱(C1.hc.=_