APF有源电力滤波器节能降耗分析

分析有源电力滤波器的节电性能，首先要分析谐波和无功功率带来的能量损耗问题。

国际上公认的谐波定义为：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数”。

一、变压器上的损耗。

负载电流中含有谐波时，将在三个方面引起变压器发热的增加：

1、均方根值电流。

如果变压器容量正好与负荷容量相同，那么谐波电流将使得均方根值电流大于额定值。总均方根值电流的增加会引起导体损耗增加。

2、涡流损耗。

涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。感应电流流经绕组、铁芯以及变压器磁场环绕的其它导体时，会产生附加发热。这部分损耗以引起涡流的谐波电流的频率的平方增加。因此，该损耗是变压器谐波发热损耗的重要组成部分。

3、铁芯损耗。

铁损的增加取决于谐波对外加电压的影响以及变压器铁芯的设计。电压畸变的增加将使得铁芯叠片中涡流电流增加，总的影响取决于铁芯叠片的厚度以及钢芯的质量。

二、中性线上的损耗。

中性线上流过的是零序电流。正常情况下系统中的零序电流含量很低，但谐波中的三次、六次等三的倍数次谐波均属于零序分量，都会流过中性线，将在中性线上产生较大的损耗，并导致中性线严重发热，甚至可能起火造成火灾。

三、馈电线路上的损耗。

如前所述，总均方根值电流的增加会引起馈电线路上的损耗增加。

四、旋转电机等负载上的谐波损耗。

电机受谐波电压畸变的影响较大。电机末端的谐波电压畸变，在电机里表现为谐波磁链。谐波磁链对电机转矩没有太大影响，但是它以与转子同步频率不同的频率旋转，在转子中感应出高频电流，其影响类似于基波负序电流的影响。谐波电压畸变将引起电机的效率下降、发热、振动和高频噪声。无功功率会增加馈线上电流有效值，增大线损，因此在此不再赘述。

计算有源电力滤波器的节能性能时，只需计算出有源电力滤波器补偿前总的由谐波、无功及不平衡电流带来的损耗，再计算出补偿后的这部分损耗，两者的差值再减去有源电力滤波器本身的损耗，即可得出有源电力滤波器在节能方面的贡献。