李兆林（1968—）
男，工程師，（新余鋼鐵有限責任公司運輸部，江西  新余   338001） ,現(xiàn)從事鐵路電氣設(shè)備管理與技術(shù)開發(fā)工作。

摘要：本文介紹了中頻諧波電壓濾除的基本原理。

關(guān)鍵詞：三相電壓；諧波；濾除

Abstract:   The  paper  introduced   the  basic  prinple  of  filtering  harmonic  voltage.

Key words:   three-phase  voltage; harmonic; filter

    諧波電壓對供電系統(tǒng)會產(chǎn)生極大的危害，它產(chǎn)生的諧波附加損耗，使設(shè)備過熱，加速設(shè)備絕緣老化，縮短設(shè)備使用壽命，不治理無法保證設(shè)備的安全。新余鋼鐵有限責任公司在原料站實現(xiàn)鐵路信號微機聯(lián)鎖改造時，就遇到一路電壓受中頻諧波污染，倒接該路電源時，信號電源屏產(chǎn)生劇烈嘯叫，調(diào)壓器不停地升壓、降壓旋轉(zhuǎn)，且異常溫升，電源屏不能穩(wěn)壓輸出，室內(nèi)聯(lián)鎖繼電器吸放無序、室外信號機忽亮忽滅，聯(lián)鎖系統(tǒng)失控無法正常選排進路。后來，經(jīng)過諧波治理，才恢復(fù)了系統(tǒng)的正常，其諧波產(chǎn)生原因和治理過程將在下文中做一簡要介紹。

１ 中頻諧波電壓源

    原料站微機聯(lián)鎖電源屏其中一路電源供電網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。
  

    從供電網(wǎng)絡(luò)可知中頻爐是產(chǎn)生諧波電壓源，中頻爐是大功率非線性用電設(shè)備，它是通過變流裝置把電源頻率提高來熔煉金屬，變流裝置中可控硅的通斷產(chǎn)生了強力諧波污染。

    在現(xiàn)場用示波器測量A點（室內(nèi)電源屏輸入點），諧波污染后三相電壓的波形如圖2所示。

2 諧波電壓對電源屏的影響簡析

    三相諧波電壓輸入電源屏，經(jīng)過電源屏內(nèi)三相橋式整流，濾波電路得到三相直流平均電壓U，差動放大器將U與基準電壓比較，正、負差異電壓去控制三相感應(yīng)高壓器的正、反旋轉(zhuǎn)。由于三相諧波電壓是非光滑的正弦波三相諧波電壓整流、濾波后的平均電壓U無序突變，因此，差動放大器將其與基準電壓比較后產(chǎn)生的正負差異電壓也是無序突變，這種無序突變的電壓驅(qū)動三相感應(yīng)高壓器不停地升壓、降壓旋轉(zhuǎn)，電源屏三相輸出電壓也忽升、忽降，諧波分量電壓又使感應(yīng)調(diào)壓器產(chǎn)生劇烈的嘯叫，聯(lián)鎖系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作。

3 諧波治理

    用傅里葉級數(shù)分解中頻諧波電壓（過程略），可知諧波電壓含有3、5、7……各次諧波，隨著諧波次數(shù)增加，其幅值急劇下降，所以，在諧波治理中考慮設(shè)備成本因素，濾波參數(shù)選擇以濾除3、5、7次諧波為主，諧波濾除電路原理及結(jié)構(gòu)框圖3圖4所示：
　　

    從波圖可見，波形已近似為正弦波，輸入給電源屏后，不產(chǎn)生嘯叫，驅(qū)動電機、感應(yīng)調(diào)壓器也能正常工作，不產(chǎn)生異常溫升，信號聯(lián)鎖系統(tǒng)也能穩(wěn)定、可靠地工作。

參考文獻：

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    [3] 黃俊. 半導(dǎo)體變流技術(shù). 機械工業(yè)出版社[M]. 1982.

作者信息：

    李兆林，肖運勇，薛榮萍（新余鋼鐵有限責任公司運輸部，江西  新余   338001）