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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） ,現從事鐵路電氣設備管理與技術開發工作。
摘要：本文介紹了中頻諧波電壓濾除的基本原理。
關鍵詞：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會產生極大的危害，它產生的諧波附加損耗，使設備過熱，加速設備絕緣老化，縮短設備使用壽命，不治理無法保證設備的安全。新余鋼鐵有限責任公司在原料站實現鐵路信號微機聯鎖改造時，就遇到一路電壓受中頻諧波污染，倒接該路電源時，信號電源屏產生劇烈嘯叫，調壓器不停地升壓、降壓旋轉，且異常溫升，電源屏不能穩壓輸出，室內聯鎖繼電器吸放無序、室外信號機忽亮忽滅，聯鎖系統失控無法正常選排進路。后來，經過諧波治理，才恢復了系統的正常，其諧波產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
原料站微機聯鎖電源屏其中一路電源供電網絡如圖1所示。
從供電網絡可知中頻爐是產生諧波電壓源，中頻爐是大功率非線性用電設備，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生了強力諧波污染。
在現場用示波器測量A點（室內電源屏輸入點），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，經過電源屏內三相橋式整流，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高壓器的正、反旋轉。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生的正負差異電壓也是無序突變，這種無序突變的電壓驅動三相感應高壓器不停地升壓、降壓旋轉，電源屏三相輸出電壓也忽升、忽降，諧波分量電壓又使感應調壓器產生劇烈的嘯叫，聯鎖系統不能穩定工作。
3 諧波治理
用傅里葉級數分解中頻諧波電壓（過程略），可知諧波電壓含有3、5、7……各次諧波，隨著諧波次數增加，其幅值急劇下降，所以，在諧波治理中考慮設備成本因素，濾波參數選擇以濾除3、5、7次諧波為主，諧波濾除電路原理及結構框圖3圖4所示：
4 效果
采用了上述三相濾波電路后，電壓波形得到了凈化，用示波器同樣測量A點電壓波形如圖5所示。
從波圖可見，波形已近似為正弦波，輸入給電源屏后，不產生嘯叫，驅動電機、感應調壓器也能正常工作，不產生異常溫升，信號聯鎖系統也能穩定、可靠地工作。
參考文獻：
[1] 李瀚蓀. 電路分析基礎[M]. 人民教育出版社. 1979.
[2] 余健明, 同向前, 蘇文成. 供電技術[M]. 機械工業出版社. 2002.
[3] 黃俊. 半導體變流技術. 機械工業出版社[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）
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號