淺析高壓濾波裝置設計與應用導則
1.對于標準中術語和定義中諧波相關概念理解與應用
1.1 對于基波和諧波兩個概念的基本理解
有關資料對于供電系統諧波的正確定義是對周期性非正弦電量進行傅立葉級數分解，除了得到與電網基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網基波頻率的分量，這部分電量稱為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1) 稱為諧波次數。諧波實際上是一種干擾量，其頻率范圍一般為2≤n≤40，使電網受到“污染”。
為了更進一步理解整流設備所造成的諧波問題，我們可以引入整流設備的“脈波”這個概念，所謂幾脈指的就是單相半波整流在一個交流周期內輸出一個半波或者叫一個脈波，...以此類推一個交流周期內輸出幾個脈波就稱為幾脈整流;在《電氣傳動自動化技術手冊》中明確指出：多脈動整流裝置產生的特征諧波電流In含量(%)。
那么，整流設備諧波源只要是針對幾脈整流，就基本可以鎖定濾波主要對象了，例如：對于6脈整流設備，主要就是針對5、7次諧波進行處理了，…以此類推到了24脈整流設備主要產生的是23、25次諧波，所以，對于6脈和12脈的整流設備的濾波對象不同，濾波成本和策略也略有區別，但對于24脈整流設備而言，它對于50Hz基波影響已經不是很大了，基本可以不用治理了。
所以，由以上定義我們就可以正確理解標準中第3節的術語和定義，有關諧波的諸如基波分量、諧波分量、諧波次數、諧波含量以及諧波源等一些概念性問題，同時對濾波裝置的組合內容也會有一個基礎了解。
1.2 引入背景諧波概念輔助理解
所謂背景諧波就是指電網初始狀態下的諧波情況，它分為兩部分，一部分為上級電網的諧波滲透，另一部分來自本級電網內部諧波源影響，有這個參考點測量點，就可以進行投入用電設備和調諧補償設備前后的對比分析，從系統背景參考點位置獲得諧波對系統影響和變化，實時觀測到諧波電流分布與走向了。
1.3 應用不同的諧波測量點，比較分析諧波源對系統影響。
① 區分諧波源受內、外網諧波疊加的影響
先停止系統內所有用電設備，在供電母線側的進線位置，測得背景諧波參數就是外網帶給用電設備的諧波滲透狀況，再開啟所用用電設備，再次觀測測得背景諧波參數，這就是系統內、外諧波源疊加后母線側背景諧波。
② 區分投入調諧無功補償設備前后的諧波變化情況
開啟系統內所用(部分)用電設備，但停止所有調諧補償設備，在母線進線位置測得背景諧波就是系統內、外諧波源所造成諧波污染原始狀態，然后分別有層次逐個投入調諧補償設備，同時在同一觀測點監測系統諧波參數變化情況，就可以獲知諧波對系統內設備產生干擾和影響。
③ 區分諧波對用電設備和補償設備的影響
再通過就地位置的用電設備和無功濾波補償設備實地諧波參數的觀測，與設備本身的額定值和運行參量進行比較，就可以清晰看出諧波電流分布走向對設備影響。同時為了區分電抗器對調諧補償設備濾波效果，還可以局部短接電抗器部分，在就地位置測試一下串聯電抗器前后，調諧補償設備的諧波參數變化，來判別電抗器對于調諧補償設備的影響。
2.對于標準中設計方法的濾波器類型確定原則輔助理解
2.1 常用濾波器種類和分工
1.單調諧濾波器，簡單，應用多。主要用于濾除單一頻率的諧波；
2.雙調諧濾波器，用于濾除兩種頻率的諧波；
3.2階阻尼濾波器又稱高通濾波器，主要用于濾除某個頻率以上的所有高次諧波；
4.C型濾波器，阻抗特性與高通濾波器相似，但是基波損耗小，主要用于低次諧波多的場合，如諧波源為電弧爐的用電系統。
無源濾波補償在電容器支路中串聯了足夠大的電抗使得ξ再變為正值，則電容器支路對諧波呈感性。系統諧波電流就不再被放大。電容器支路流進了部分諧波電流，分流了注人系統的部分諧波電流。即此時電容器支路不僅能對基波進行有效的無功補償，而且還能濾去部分諧波電流。
3、對于標準中設計依據中安全運行要求的理解
3.1 濾波器并聯諧振次數計算公式：
此式給出了諧波次數與母線短路容量、電容器組容量以及電抗率之間的關系。它同樣滿足“電容器的容量增加，使諧振點向低值移動;母線短路容量的增加，使諧振點向高值移動”的結論。同時，我們更加關心的是，高壓濾波器濾除的諧波次數和它們與系統電抗引起的并聯諧振的次數之間的關系。
3.2 系統發生并聯諧振時，諧振次數與母線短路容量和電容器的關系：
① 電容器的容量的增加，使諧振次數向低值移動。
② 母線短路容量的增加，使諧振次數向高值移動。
3.3 為避免投切濾波器時發生諧振，濾波裝置各路濾波器的投切次序：
投人時，應先低次后高次;
切除時，應則先高次后低次。
3.4 以上輔助分析可以更好理解標準第5.2節的安全運行要求中濾波器投切策略的問題了。
標準第5.2.7.7項中明確指出：多個濾波器組成的濾波裝置，不同調諧頻率的濾波器之間應設置適當的投切閉鎖，保證不同調諧頻率的濾波器投切時不會出現系統諧波放大，投入時按調諧頻率由低至高逐級投入，切除時則相反。
4、對于標準中濾波裝置接線方式注意要點
4.1 串聯濾波電抗分為兩種：鐵芯電抗器和空心電抗器。
從經濟角度對比設計者可根據濾波技術要求靈活選配不同形式電抗器；
鐵芯電抗器：適用于不發生飽和現象回路，即回路中電流不會發生很大變化，即使變化也不會持續很長時間，主要針對諧波源負荷變化不大或變化不頻繁系統中應用。
空心電抗器：適用于電流變化很大而且需要電抗值有線性特性場合，即電抗器線圈內沒有鐵磁性材料，不會發生鐵磁飽和以及磁滯現象，主要針對諧波源負荷變化比較快且負荷電流波動頻繁系統中應用，例如：軋鋼機頻繁過鋼，電流諧波變化快且頻繁。
4.2 濾波電抗器兩種接線方式不同關注點。
⑴ 電抗器前置與后置區別
標準6.2.2項中電抗器前置接線中描述：電抗器本體對地絕緣，當濾波電抗器與電容器連線發生對地短路或電容器發生全部擊穿時，濾波電抗器將承受短路電流和電壓，其動、熱穩定要求同斷路器相同。
這一點說明電抗器前置是對高壓電抗器絕緣和材質、以及工藝要求較高。
標準6.2.2項中電抗器后置接線中描述：當濾波電抗器與電容器連線發生對地短路或電容器發生全部擊穿時，濾波電抗器被旁路，短路電流小于濾波器正常工作電流，僅當電容器組被全部擊穿時，電抗器動、熱穩定要求同斷路器相同。
這一點說明電抗器后置是對高壓電抗器要求略低一些。
⑵ 電抗器前置與后置配置
標準6.2.2項中電抗器前置接線中描述： 對于高壓濾波器，一般推薦采用電抗器前置接線方式，這樣可以限制短路電流，同時電容器可采用雙星型接法，便于不平衡保護。通常大部分濾波空心電抗器串聯方式都選擇前置式。
標準6.2.2項中電抗器前置接線中描述：對于耐受短路電流能力較差電抗器器，如容量小的扁形電抗器，一般考慮電抗器后置接線方式。通常大部分濾波鐵芯電抗器串聯方式都選擇這種形式。
