在低壓配電系統中，存在大量諧波源，如直流電機、電爐、軋機、電焊機等，這些諧波源電流畸變大、諧波頻譜范圍廣、無功需求變化快等特點。這類負載產生的諧波，危及配電系統的正常運行，甚至引發嚴重的電氣事故。傳統的無源濾波技術因其技術局限，不能很好的綜合解決這些問題，有源濾波技術也因容量限制和成本價格的原因，造成工程難以推廣。

ZHPF并聯型混合濾波裝置專門針對此類工況特點的低壓配電系統而設計，該裝置融合了動態無源濾波技術和有源諧波補償技術，具有濾波容量大、濾波范圍廣、濾波效率高、實時跟蹤、及時響應的特點，可高效濾除負載諧波，抑制系統振蕩，提高電網的穩定性，同時取得明顯的節能降耗和供電設備增容的效果，具有較強的工程實用性和很高的產品性價比。

工況介紹

九華山花臺雙線循環脫掛式客運索道具有可跨越特大跨距、抗風穩定性好、能輕而易舉地達到大運量、節約能源、維修工作量少等一系列特點，其主要的拖動電機是直流電機，直流電機的工作特性，它在工作的時候負責帶動纜車運行，纜車的工況是有重載有輕載。

另外由于直流調速裝置是四象限運行，索道曳引電動機由于正常狀態就不斷正、反轉，上、下行都有可能電動或發電，四象限運行狀態。由于上行的客人和下行的客人會隨客流量的不同而不同那么，各個狀態能量轉換方向不同，有電機的拖動狀態和發電狀態。

此時由于載客量的變化引起的負荷的波動，電機也會運行在滿載和輕載等各個不同的工況。而且電機的負荷變化很快而且經過電流的轉換后會產生大量的諧波，且需要的無功量也快速的變化，有對無功的快速需求及諧波的快速治理，需要對這些電能質量狀況進行綜合治理。

濾波器設計

1）濾波裝置的工作原理

ZHPF并聯型混合濾波裝置由動態無源補償裝置和有源電力濾波裝置二部分并聯接入電網，共同承擔補償諧波的任務。其工作原理是，無源部分采用動態投切，投切開關采用可控硅，可以滿足直流電機快速變化的無功需求；有源部分主要承擔濾除系統內諧波的任務。

實時檢測電網中負載電流，快速分離出諧波電流分量，并根據諧波電流的大小發出控制指令，實時產生大小相等，方向相反的補償電流注入到電網中，實現瞬時濾除諧波電流。

2）補償容量的確定

變壓器下的直流電機負荷要考慮到進行在100%、60%、30%等各種負載率的情況，需計算各種工況下的各種無功需求。直流電機的功率是800kW，滿載時功率因數會較高在0.85左右，而其它負荷率較低的時候會在0.5甚至更低，我們針對各種狀態進行綜合的計算，無源部分的補償容量為480kvar。

3）濾波電流的確定

根據負荷的負載率和其諧波電流畸變率的關系，計算諧波濾除200A就可以達到濾除大部分諧波，此外無源部分也可以吸收部分的諧波，系統總的諧波殘余量只占變壓器低壓側額定最大電流的5%左右，諧波的電流畸變率限制在5%，滿足了系統對最大諧波電流輸出時對電流畸變率的要求。

4）設備選型

通過以上的計算，變壓器低壓側所需要的補償容量為480kvar。諧波輸出200A，投入設備后，可以保證較高的平均功率因數和較好的諧波濾除效果，并考慮到今后設備增加后還能夠滿足補償需求。綜合考慮選用上海追日電氣公司的綜合治理產品并聯型混合濾波裝置ZHPF-480kvar-200A/400V。

濾波裝置的校驗

裝置的諧振點在3.5次，系統不存在3.5次諧波，故系統不存在發生諧振的危險，所以濾波設備是安全可靠的。有源部分的輸出電流為200A，可濾除系統內大部分諧波且響應速度快、濾波范圍廣。

結束語

九華山花臺索道通過ZHPF并聯型混合濾波裝置對供電系統的電能治理后，平均功率因數達到了0.9以上，系統內的諧波大大減少，達到了國家相應的標準，系統內電氣設備的電氣故障明顯減少，電能質量得到很大地提高。

（本文選編自《電氣技術》，原文標題為“并聯型混合濾波裝置在索道上的應用”，作者為杜存國、貴寶華。）