滤波器型号(滤波器型号分别代表什么)
滤波器型号命名
IIR数字滤波器FIR数字滤波器
滤波器型号规格
主要利用陶瓷材料压电效应实现电信号→机械振动→电信号的转化，从而取代部分电子电路中的LC滤波电路，使其工作更加稳定。
目前，陶瓷滤波器的结构有二端和三端两大类。
彩电中的带通滤波器常用型号有LT5.5M、LT6.5M、LT6.5MA、LT6.5MB陶瓷滤波器；调频立体声收录机、收音机常用的10.7MHz中频滤波器有LT10.7MA、LT10.7MB、LT10.7MC等，调幅收音机的中频滤波器有LT455、LT465等。
彩电中的带阻滤波器（陷波器）常用型号有XT4.43M、XT5.5MA、XT5.5MB、XT6.0MA、XT6.0MB、XT6.5MA、XT6.5MB等。
滤波器型号分别代表什么
分享电子电路相关知识、示波器使用技巧。通过简单明了的教程让您入门电子技术的大门！爱因斯坦曾说过：如果你不能向一个六岁的孩子解释它，你自己就没有理解它。我们相信绝大多数人经过正确的学习，都可以学好现在大学甚至研究生水平的专业知识！
本文介源滤波器的作用、原理、要求和步骤，以及一些设计的技巧和注意事项。
高频纹波会直接穿过线性稳压器。纹波来自开关电源、数字电路和无线电干扰。在频率高于10kHz时，大多数线性稳压器开始失效。分布在芯片之间的小旁路电容在约1MHz时开始有效。由电感和电容组成的低通滤波电路，可以去除10kHz到1MHz之间的纹波。
一个好的电源滤波器可以由一个电感和一个阻尼电容组成。这被称为LC滤波器。也有可能使用更多或更少的元件设计其他类型的滤波器。设计过程是首先是电感选型，然后围绕它设计滤波器。如果不能设计出一个可接受的滤波器，就要找出电感的问题所在，选择一个更好的电感，然后重试。
在上图的简单设计中，假设电源稳压器是在板外，通过连接器输入一个稳定的电压。当有一个本地稳压器时，设计更简单，有时可以减少电源滤波器。
电源滤波器在稳压器后面，所以它需要有一个低的直流电压降。电感的数据表有一个直流电阻的值。电压降大约是这个电阻乘以电流的20%多。额外的20%是为了考虑到在高温下电感的铜线电阻的增加。
滤波器所需的电感值不太难计算。它应该比与电源串联的所有其他电感大约大十倍。如果电源中没有其他的电感或铁氧体珠，这个电感是由于电缆和印刷电路板走线造成的。计算这个电感的不太准确的近似方法是取电源传输的最大长度，然后乘以每毫米1nH。电源平面的电感要低得多，对于这个计算，可以忽略电源平面路径的长度。
在这个例子中，我想使用一根300mm的电缆为PCB供电，PCB的尺寸是大约100mmX100mm。一个宽裕的总长度是500mm，这意味着我的电源分配电感大约是500nH。为了让电源滤波器的电感比这个大十倍左右，我选择了一个10uH+/-30%的电感。额外的电感是为了考虑-30%的公差。除了初始的公差之外，电感值随着电流的增加而下降。这个电感，当流过它的电流是2.4安培时，电感值会下降35%。
我选择了BournsSRU1028系列的电感。它有低高度，自屏蔽，而且容易获得。我通过在Digi-Key上搜索一个低成本、至少2安培电流等级的10uH电感来找到它。
下图是此型号的电感模型：
上图的电感模型使用了四个元件。电感L和数据表上的L相同。串联电阻RESR和数据表上的RDC相同。RQ和CSRF的值是根据数据表上的fSRF，Q和Q测试频率计算出来的。
这些额外的元件使得电感具有上图所示的阻抗特性。实线曲线是阻抗的分贝幅值，虚线曲线是阻抗的相位角（phaseangle）。在1kHz以下，电感表现为一个小电阻RDC。在1kHz以上，它表现为一个电感，直到接近自谐振频率（SRF）。在SRF附近的一小段频率范围内，电感表现为一个大阻值电阻，其值为RQ。在SRF以上，电感表现为一个电容CSRF。
从这里开始，使用电路仿真润建可以节省时间。免费的模拟器LTspic使用下图的仿真原理图创建了上图的电感阻抗图。
电源V1是1V交流电源。阻抗可以用-1/(i(V1))这个表达式来绘制。
将上面的电感模型原理图图转换为低通滤波器非常容易，只需在原理图中添加一个电容即可。我选择了Kemet电容，型号是T491A106010A，这是一个10uF极化钽电容，最大等效串联电阻为3.8Ω，额定电压为10V。
这个滤波器的频率响应是V(VOUT)/V(VIN)，但由于在仿真中V(VIN)=1，所以我们直接看V(VOUT)的输出曲线是一样的。
高Q值、低ESR的陶瓷电容已经在许多应用中取代了钽电容。接下来，我尝试了使用低ESR的陶瓷电容进行模拟，而不是使用钽电容。
15.9kHz的峰值是LB和CB的共振。共振就好像我们唱歌时，当我们唱到某个特定的音高时，声音会变得更响亮。在这里，LB和CB就像是一个共鸣箱子，当它们受到15.9kHz的声音波动时，就会共振并发出更强的声音。
这个频率下的电源纹波会增加而不是减少。由于这种共振的频率范围很窄，所以在测试中很容易忽略这种共振的影响。LB和CB的值有较大的公差，而且随着时间和温度的变化而漂移。为了解决这个共振问题，可以增加一个串联电阻。一个好的阻尼电阻值的初步估计是：
使用电路仿真软件来找到第一个共振点，并调整电阻值来找到最佳的阻尼值。陶瓷电容和电阻是比钽电容更可重复的设计。这是因为钽电容的ESR可能有很大的取值范围。
到目前为止，这个例子没有负载阻抗或负载电流。要看看这个滤波器在电路板上的效果，模拟需要包括印刷电路板走线电感和旁路电容。在高于100MHz的频率下，传输线效应进一步复杂化了模型。下一个电路例子有一个简化的模型，代表了PC板电源中常见的负载。你可以查看你自己的电路，用每毫米1nH的粗略电感近似来估计走线电感。更准确的模型可以用一个功率完整性（PI）CAD工具来制作。
这些替代走线的电感在电力分配网络中表现为额外的谐振（resonances）。
当负载表现为电感和电容时，仿真波形会多出一些额外的谐振（resonances）。尽管有这些谐振，这个滤波器的性能仍然很好。滤波器的整体形状得以保留，因为电感比小负载电感的总和要大得多，而阻尼电容比旁路电容的总和要大得多。
这个电路板和真实的电路仍然有一些区别。由于传输线效应，真实世界的电路在100MHz以上的频率下会有不同的响应。另外，其他小电和电感也变得重要，特别是在500MHz以上的频率下。
如果没有电源滤波电路，或者使用一个大的没有阻尼的电容，会导致像这样的谐振：
当我们使用电源给负载供电时时，有些负载会频繁地需要不同电流，而这种电流会导致电源电压不稳定。为了解决这个问题，我们需要使用一种叫做旁路电容的东西。旁路电容可以储存电荷，当设备需要电流时，它可以提供瞬间的电流。脉动负载的一个例子是处理器进入和退出低功耗睡眠模式。
但是，有时候旁路电容会和电源网络中的电感产生共振。这就好像我们唱歌时，声音会在房间里反射出来，导致声音变得更响亮。为了解决这个问题，我们需要在电源输入处加入一个过滤器来减弱这种共振。就好像我们在唱歌时，如果我们把房间的门窗关上，声音就不会反射出来，变得更加柔和。
旁路电容还可以与电源分配网络中的电感共振。在电源输入滤波器处阻尼共振并不能保证所有由负载电流引起的共振也会被阻尼，但通常会有所帮助。为了演示潜在问题，这里是未阻尼（R3=0.01欧姆）版本的滤波器，其中一个负载点有一个交流电流源。
VLOAD处的阻抗为v(VLOAD)/i(I1)。由于I1中的交流电流设定为1，所以阻抗就是v(VLOAD)：
上面的无阻尼共振频率为1.87兆赫。这是一个脉冲负载会引起问题的一个频率。
我用上面示意图中显示的脉冲电流源模拟了脉冲负载。这个例子显示了幅值为20mA、周期为535ns的脉冲。当脉冲电流源的周期与共振频率的倒数相等时，电压摆动最大。
在这个例子中，纹波电压的正弦波形是电力分配中未阻尼、高Q值共振的典型特征。未阻尼共振作为一个滤波器，将电流脉冲转化为正弦电压波形。
如果在仿真结束时电压仍在增长，请增加仿真时间以找到最大值。更尖锐（更高的Q因子）的共振需要更长时间来稳定下来。
在睡眠模式电流脉冲的例子中，软件的改变会导致脉冲的频率发生变化。由于共振引起的大幅度电压波动只有在睡眠周期与共振频率相一致时才会发生。在开发过程中，这可能会导致一些神秘的错误，看起来是软件相关的，但实际上是由硬件引起的。在生产过程中，元件的变化会使共振频率发生偏移，导致生产问题。在使用过程中，温度变化和元件漂移会使共振频率发生偏移，导致产品失效。
下一个仿真波形显示了阻尼版本，电阻R3设置为3.8欧姆。交流分析显示，最大的两个高Q共振已经被阻尼：
这改变了脉冲负载电流引起的形状并降低了电压波形。
这种三角波形是脉冲负载的典型特征。它是由*部旁路电容的充放电周期造成的。这种三角波的幅度可以通过增大旁路电容来减小。如果纹波波形看起来更像一个方波，那么它是由旁路网络的电阻引起的，可以通过使用低ESR的旁路电容或更宽的走线来减小。开启时的长而缓慢的脉冲是由100KHz处阻尼的低频共振引起的。短暂的尖峰是10ns电流源边缘的穿透，可以通过降低旁路电容路径的电感来减小。大约4MHz处剩余的共振需要进一步模拟。
通过使用正确设计的、带阻尼的低通滤波器来避免电源分配共振。
电源滤波器的作用是去除电源上的高频纹波，这些纹波可能来自开关电源、数字电路或无线干扰。高频纹波会影响线性稳压器的效果，导致电路不稳定或失效。
电源滤波器的原理是利用一个电感和一个电容组成的LC滤波器，形成一个低通滤波器，只让低频信号通过，而阻止高频信号。LC滤波器的截止频率和阻尼系数取决于电感和电容的值，以及串联或并联的阻尼电阻。
电源滤波器的要求是要有足够大的电感值和电容值，以覆盖10kHz到1MHz之间的频率范围，同时要有足够小的直流压降和阻尼电阻，以减少功耗和热量。另外，还要考虑元件的公差、温度漂移、寄生参数等因素，以保证滤波器的稳定性和可靠性。
电源滤波器的设计步骤是先根据电路的需求和条件，估算出所需的电感值和电容值，然后选择合适的元件，并用电路模拟器进行验证和优化。如果发现设计不合理或不满足要求，就要重新选择元件或调整参数，直到达到预期的效果。
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滤波器型号多少
随着彩色电视机等家用电子器件的广泛应用，各种分频滤波零件也得到了广泛的应用，陶瓷滤波器由于其具有Q值高，幅频、相频特性好、体积小、信噪比高等特点，广泛应用于电视机、录像机、收音机等各种电子产品中作选频元件，从而取代了传统的LC滤波网络。下面介绍其的原理、结构等等：
一、工作原理
陶瓷滤波器是利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器，常用的陶瓷滤波器是由锆钛酸铅{Pb(ZrTi)O3}压电陶瓷材料(简称PZT)制成的。
把陶瓷材料制成片状，经过直流高压极化后，它具有压电效应。所谓压电效应，就是把当陶瓷片受到机械力的作用而发生形变时，陶瓷片内将产生一定的电场，且它得的两面出现与形变大小成正比的符号相反、数量相等的电荷，即正压电效应。反之，若在陶瓷片两面之间加一定的电场，就会产生与电场强度成正比的机械形变，称为负压电效应。
因此，如果在陶瓷片的两面加一高频交流电压，就会产生机械形变振动，同时机械形变振动又会产生交变电场，即同时产生机械振动和电振荡。当外加高频电压信号的频率等于陶瓷片的固有振动频率时，将产生谐振，此时机械振动很强，相应的陶瓷片两面所产生的电荷量很大，外电路的电流也很大。总之，陶瓷片具有串联谐振特性，可用它来制作滤波器。
简单来说就是利用陶瓷材料压电效应实现电信号→机械振动→电信号的转化，从而取代部分电子电路中的LC滤波电路，使其工作更加稳定。
二、结构
普通陶瓷滤波器的结构很简单：将锆钛酸铅(PZT)或钛酸钡(BaTi0。)等陶瓷材料做成薄片，再在两面覆上银层，然后夹在有弹性的两个金属电极之间，并封装在塑料(或金属)外壳内，即制成二端陶瓷滤波器。二端陶瓷滤波器可以等效成一个LC谐振回路，其谐振曲线尖锐，谐振电阻小，但和LC单调谐回路一样，存在着通带窄和矩形系数差的缺点。其结构、符号、等效电路如图所示。如果把二端陶瓷滤波器的电极分割成互相绝缘的两部分，就构成了一个三端陶瓷滤波器。三端陶瓷滤波器可以等效成一个LC双调谐回路，因此它的通频带宽，矩形系数好，性能比二端陶瓷滤波器优越许多。其结构、符号、等效电路如图所示。
(a)结构(b)符号(c)等效电路
图两端陶瓷滤波器
图三端陶瓷滤波器
三、优点
四、分类与用途
按幅频特性不同，可分为带阻滤波器(又称陷波器)、带通滤波器(又称滤波器)两类。带通滤波器的功能是让有限带宽内的频率信号顺利通过，而让此频率范围以外的频率信号受到衰减。带阻滤波器的功能是抑制某个频率范围内的频率信号，使其衰减，而让此频带以外的频率信号顺利通过。
彩电中的带通滤波器常用型号有LT5.5M、LT6.5M、LT6.5MA、LT6.5MB陶瓷滤波器;调频立体声收录机、收音机常用的10.7MHz中频滤波器有LT10.7MA、LT10.7MB、LT10.7MC等，调幅收音机的中频滤波器有LT455、LT465等。
彩电中的带阻滤波器(陷波器)常用型号有XT4.43M、XT5.5MA、XT5.5MB、XT6.0MA、XT6.0MB、XT6.5MA、XT6.5MB等。
按引脚电极数目不同，可分常用的二端型、三端型两种，另外还有不常用的多端组合型。
五、型号命名
国产陶瓷滤波器的型号命名遵循一般陶瓷元件的命名规则，其型号一般由5部分组成，格式和含义如图36-2所示。第1部分用字母表示产品功能，如“L”表示滤波器，“×”表示陷波器，“J”表示鉴频器，“Z”表示谐振器。第2部分用字母“T”表示生产材料为压电陶瓷。第3部分用字母“W”和下标数字表示外形尺寸，也有部分型号仅用字母“W”或“B”表示，而无下标数字。第4部分用“数字+字母(M或K)”表示标称频率。如465k表示标称频率为465kHz，10.7M则表示标称频率为10.7MHz。第5部分用字母表示产品类别或系列，有些产品省略了该部分。如LTW6.5M为中心频率是6.5MHz的陶瓷滤波器。实际上，大部分产品的型号命名中干脆省略了第3部分，大部分产品的外壳标志中叉省略了第2部分的字母“T”。
早期国产的陶瓷滤波器还有一种型号命名方法，这就是20世纪六七十年代国产的中、高档收音机里常用到的2L465A、3L465型陶瓷滤波器，其命名含义：“2”、“3”分别表示二端产品和三端产品，“465”表示滤波器的谐振频率为465kHZ，“A”是生产序号。
由于现在许多厂家(包括外资厂商)生产的陶瓷滤波器，其型号命名规则是自行制定的，所以给人感觉是五花八门，没有规律可循。一般来说，使用者从产品的型号上只能看出标称频率，其他具体参数只能通过查阅产品手册或厂家说明书才能获得。
六、检测
可用万用表进行检测，具体方法如下：
1.万用表置R×10k档;
2.用红、黑表笔分别测二端或三端陶瓷滤波器任意两脚之间的正、反向电阻均应为∞，若测得阻值较小或为0Ω，可判定该陶瓷滤波器已损坏;需说明的是，测得正、反向电阻均为∞不能完全确定该陶瓷滤波器完好，业余条件下可用代换法试验。
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滤波器型号怎么看
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滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一，主要是用来作频率选择----让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号。经典的滤波器应用实例是接收机或发射机前端，如图1、图2所示：
从图1中可以看到，滤波器广泛应用在接收机中的射频、中频以及基带部分。虽然对这数字技术的发展，采用数字滤波器有取代基带部分甚至中频部分的模拟滤波器，但射频部分的滤波器任然不可替代。因此，滤波器是射频系统中必不可少的关键性部件之一。滤波器的分类有很多种方法。例如：按频率选择的特性可以分为：低通、高通、带通、带阻滤波器等；
按实现方式可以分为：LC滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器、平面结构滤波器。按不同的频率响应函数可以分为：切比雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、贝塞尔函数、椭圆函数等。对于不同的滤波器分类，主要是从不同的滤波器特性需求来描述滤波器的不同特征。滤波器的这种众多分类方法所描述的滤波器不同的众多特征，集中体现出了实际工程应用中对滤波器的需求是需要综合考量的，也就是说对于用户需求来做设计时，需要综合考虑用户需求。滤波器选择时，首先需要确定的就是应该使用低通、高通、带通还是带阻的滤波器。下面首先介绍一下按频率选择的特性分类的高通、低通、带通以及带阻的频率响应特性及其作用。
巴特沃斯切比雪夫带通滤波器
巴特沃斯切比雪夫高通滤波器
最常用的滤波器是低通跟带通。低通在混频器部分的镜像抑制、频率源部分的谐波抑制等有广泛应用。带通在接收机前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、频率源杂散抑制等方面广泛使用。滤波器在微波射频系统中广泛应用，作为一功能性部件，必然有其对应的电性能指标用于描述系统对该部件的性能需求。对应不同的应用场合，对滤波器某些电器性能特性有不同的要求。描述滤波器电性能技术指标有：
阶数（级数）绝对带宽/相对带宽截止频率驻波带外抑制纹波损耗通带平坦度相位线性度绝对群时延群时延波动功率容量相位一致性幅度一致性工作温度范围
下面对滤波器这些电性能指标作逐一解释。阶数（级数）：对于高通和低通滤波器来讲，阶数就是滤波器中电容、电感的个数总和。对于带通滤波器来讲，阶数是并联谐振器的总数；对于带阻滤波器来讲，阶数是串联谐振器与并联谐振器的总数。绝对带宽/相对带宽：该指标通常用于带通滤波器，表征可以通过滤波器的信号频率范围，体现滤波器的频率选择。相对带宽是绝对带宽与中心频率的百分比。
五阶高通滤波器
截止频率：截止频率通常用于高通跟低通滤波器。对于低通滤波器截止表征滤波器最高能通过的频率范围；对于高通滤波器，截止频率表征滤波器最低能通过的频率范围。驻波：即矢网测得的S11，表示滤波器端口阻抗与系统所需阻抗的匹配程度。表示输入信号有多少未能进入滤波器而被反射回输入端。
九阶低通滤波器仿真曲线
损耗：损耗表示信号通过滤波器后损失的能量，也就是滤波器消耗的能量。通带平坦度：滤波器通带范围内损耗最大值与损耗最小值之差的绝对值。表征滤波器对不同频率信号的能量消耗的区别。带外抑制：滤波器通带频率范围以外的“衰减量”。表征滤波器对不需要的频率信号的选择能力。纹波：滤波器通带内S21曲线起伏的波峰与波谷之间的差值。相位线性度：滤波器通带频率范围内相位与一条与中心频率时延相等的传输线之间的相位差值。表征滤波器的色散特性。绝对群时延：滤波器通带范围内信号从输入端口传输至输出端口所用的时间。群时延波动：滤波器通带范围内绝对群时延最大值与最小值之差。表征滤波器的色散特性。功率容量：可以输入滤波器的通带信号的最大功率。相位一致性：同一指标同一批次不同滤波器之间的传输信号相位的差值。表征批次滤波器之间的差别（一致性）。幅度一致性：同一指标同一批次不同滤波器之间的传输信号损耗的差值。表征批次滤波器之间的差别（一致性）。相位线性度：滤波器通带频率范围内相位与一条与中心频率时延相等的传输线之间的相位差值。表征滤波器的色散特性。绝对群时延：滤波器通带范围内信号从输入端口传输至输出端口所用的时间。群时延波动：滤波器通带范围内绝对群时延最大值与最小值之差。表征滤波器的色散特性。功率容量：可以输入滤波器的通带信号的最大功率。相位一致性：同一指标同一批次不同滤波器之间的传输信号相位的差值。表征批次滤波器之间的差别（一致性）。幅度一致性：同一指标同一批次不同滤波器之间的传输信号损耗的差值。表征批次滤波器之间的差别（一致性）。
LC滤波器
声表面波/体声波滤波器声表采用将电能转换为表面声波的方式，利用声波共振效应实现的滤波。该声表面波滤波器的特点是体积非常小，Q值相对LC高，采用半导体工艺适合批量生产。一只800MHz左右的滤波器体积大概只有一个0805电容大小。其缺点是功率容量小，不适合小批量定制产品，研发周期长，研发成本高。声表滤波器通常应用在终端消费电子产品中。
螺旋滤波器
螺旋滤波器:螺旋滤波器是一种半集总参数的滤波器，其采用放置在空腔内的螺旋电感的自谐振来实现谐振器，通过相邻谐振器的空间磁场实现耦合。其优点是：体积较腔体小，Q值、功率容量较LC高。其缺点是：较难实现宽带，高频部分电感不易实现。螺旋滤波器通常用在500MHz以下20%相对带宽，100W平均功率，对插损有一定要求的场合。
介质滤波器
纹波：滤波器通带内S21曲线起伏的波峰与波谷之间的差值。介质滤波器介质滤波器是采用介质填充的四分之一波长短路线或者二分之一开路线实现的半集总滤波器。其优点是Q值较LC高，可以实现较LC滤波器频率高的滤波器。其缺点是寄生较近，谐振器需要定制。
梳状腔体滤波器
交指滤波器最大的特点是可以实现宽带，如果采用冗余谐振杆，考虑到机加可是线性，其相对带宽通常可以宽达60%。同时在K波段时，宽带的梳状滤波器机加基本无法加工并且调试螺钉无法放置，因此在该条件下通常采用交指结构。交指结构与梳状相比其寄生通带较近，通常其寄生通带在1.8F0左右。同体积下，交指滤波器较梳状滤波器功率容量大。滤波器是无线通讯系统必不可少的关键性部件。滤波器种类繁多，各种滤波器具有不同的性能特点，因此在滤波器选择时，通常需要综合考虑客户的实际使用环境以及客户性能需求才能做出正确、有效、可靠的选择。在客户对滤波器指标概念比较模糊时，通常需要询问客户体积、损耗、带外需要抑制的频率以及抑制度、功率容量等。根据这几个简单的指标要求基本可以判断出滤波器种类。
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滤波器型号含义
摘要：作为国家提出的绿色电网、节能降耗已成为现代化企业努力的目标，也是企业急需解决的问题。作为地铁车站这类市政公共交通建筑的着重系统——配电系统。实现绿色电网实质上是解决电网中存在的各种电能问题，主要是涉及到谐波与无功问题两个方面，就某条地铁线目前的电力系统状态而言，其在低压配电系统中装设有源电力滤波器进行谐波治理，但APF实际未投入。系统中的谐波问题仍然存在，因此需对该站点进行详细的测试，同时为该线路的有源电力滤波器APF进行必要性评估，对后续新开线路的有源滤波器设置提出参考意见。
关键词：地铁负载；电能质量；谐波治理；无功补偿
1
地铁电能质量分析
目前城市轨道交通普遍存在的主要电能质量问题就是功率因数、电压波动与闪变及谐波问题等。当前35KV和0.4KV大量使用电缆，夜晚期间一般所有的负荷基本停运，由于该用电负载多数为感性负荷，此时感性无功基本接近为零，产生的容性无功甚至可以达到几Mkvar。若无功功率倒送进电力系统，会导致线路电压升高，同时也会导致功率因数降低。地铁中电力机车属于典型的非线性负荷，由于运行过程中启停频繁，短时间内会产生冲击性负载电流，此类冲击会造成电压的波动与闪变。
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主要研究内容
以广东某地铁站为例，由于该地铁站高压侧110kV和35kV无功及谐波方面已经治理，本篇文章主要突出治理0.4KV低压设备的无功及谐波等相关问题。线路阻抗随着频率的升高而增加，谐波电流使线路的附加损耗增加，而供电电网的损耗大部分为变压器和线路的损耗，所以谐波是导致电网网损增加的一个重要因素。线路的分布电感和对地电容与产生谐波的设备组成串联或并联回路，在一定的参数条件下，会发生串联谐振或并联谐振，而且所产生的谐振过电压和过电流对相关设备的危害性较大。(此情况一般出现在高压环境下，在0.4KV低压环境中由于线路和变压器的分布电容过小，一般忽略不计）在适当的条件下还会形成谐波放大，而谐波电压、电流放大会引起继电保护装置误动甚至损坏，造成电力火灾。同时谐波电流对线缆的肌肤效应会造成线缆发热过量，绝缘强度降低，造成电缆损耗增加，寿命缩短，额定容量降低。同时谐波电流还会导致系统的运行威胁导致不安全因素的出现，严重时会影响甚至是中断生产工作的进行。故本公司组织针对地铁站低压配电室的1#和2#变压器进行了测试。同时对地铁系统中负载主要为照明、空调、泵机类、电梯、信号电源、UPS等设备进行开启有源滤波APF和不开启有源APF情况下进行测试，对测试数据进行统计分析，选出合适的型号的治理设备，同时计算该设备选择的节能性。
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测试数据及分析
（1）测试说明
本次测试主要针对广东某地铁站低压配电室的1#和2#变压器进行了测试。系统中负载主要为照明、空调、泵机类、电梯、信号电源、UPS等设备，开关电源的启动瞬间形成电流冲击，和其它设备在运行过程中会对系统产生谐波电流污染。该系统中各变压器的负荷性质决定了在其运行的过程中会产生谐波电流并汇入配电网中对配电系统造成一定的谐波污染问题，系统中存在的节能照明在运行过程中产生3次谐波电流，3次谐波电流为零序谐波电流，三相矢量角度一致，存在N线上谐波电流的叠加情况，N相电流是相线的3倍，本次测试主要是针对这些问题进行的。根据工程实践经验，谐波电流会导致系统的运行威胁同时还会造成电缆的额外发热并加速电缆的绝缘老化导致不安全因素的出现，严重时会影响甚至是中断生产工作的进行。
（2）测试方法
在现场工作人员的配合下对共计2台变压器（1#变压器和2#变压器）进行了详细的电能质量测试，本次方案的目标是完全消灭系统中谐波电流污染的问题尤其是3N次谐波电流叠加导致N线电流增加问题，同时N线电流增加容易导致电气火灾的发生，因此在整个用电系统中对于电流数据的采集较为重要。在方案制定时将会根据测试值对现场治理设备进行设计选型，保证系统中谐波电流的滤除。测试时每个测试点均进行了24小时的监测能够明确整个周期内的典型电能质量状况。
（3）测试数据及分析
①1#变压器低压侧测试数据
通过上述测试数据分析得出，电压畸变率波动在1.2%~1.4%之间，电流畸变率为10%~15%左右，系统基波电流值约为500A，电流畸变频谱表明其中3次、5次、7次和11次谐波电流为主，总的谐波电流值约为125A，N线电流主要为3次谐波电流的叠加导致。需要选择的输出治理电流每相至少在125A以上，N线输出能力为相线的3倍，可解决中线谐波电流叠加的问题。该变压器容量为1250kVA，现有地铁车站的滤波器设计中考虑到功率因数提高至0.92的要求，因此在滤波的同时需要考虑留有一定容量进行无功补偿，一般按照变压器容量的30%进行无功补偿配置。
②2#变压器低压侧测试数据
通过上述测试数据分析出，电压畸变率波动在1.4%~1.5%之间，电流畸变率为10%~20%左右，系统基波电流值约为500A，电流畸变频谱表明其中3次、5次、7次和11次谐波电流为主，总的谐波电流值约为100A，N线电流主要为3次谐波电流的叠加导致。需要选择的输出治理电流每相至少在100A以上，N线输出能力为相线的3倍，可解决中线谐波电流叠加的问题。该变压器为1250kVA的变压器，现有地铁车站的滤波器设计中考虑到功率因数提高至0.92的要求，因此需要考虑留有一定容量进行无功补偿，一般按照变压器容量的30%进行无功补偿配置。
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三次谐波问题相应阐述
（1）三次谐波的概念及不良影响
对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分化，可得到频率为基波整数倍的电量，这些电分量被统称为谐波。其中，频率为基波三倍的电量被称为三次谐波。在社会的高速发展下，民众与社会对于电能的需求量与日俱增，对电能质量的要求也日渐提高。随着种类丰富的电子设备在民众生活中的广泛普及，其中具有非线性负荷特性的电子设备也使电力系统中的电压、电流状态出现了一些改变。在利用傅里叶级数分化分析电压、电流波形时，便会发现50Hz、220V电力中存在一些150Hz交流的正弦波，即频率50Hz的三倍的“三次谐波”。伴随着科学技术的迅猛发展，非线性负载的数量占比越来越多，其在工作时三次谐波占比较大。这种不良现象除了会增加整体电力系统的耗损，更会致使中性线线负载变大，严重影响电力系统整体的安全性以及稳定性，甚至会引发一系列的安全事故。另外三次谐波使电网出现发热的状况，严重时引发安全事故；对电子元器件日常的使用和运行产生不良影响，致使其产生错误操作；严重缩短电力设施使用寿命。三次谐波不仅仅会产生诸多危害，更会对电网整体的稳定性以及安全性产生严重的不良影响，进而影响民众的日常生产、生活有关活动、行为以及社会的和谐发展。所以，有关部门应当采取合理措施，减少乃至避免三次谐波的危害。
（2）对三次谐波治理的合理建议
对于单相整流电路非线性负荷而言，传统的无源滤波器并不适用。这主要是由于其滤波效果较差，同时还会生成较大容性无功，而这部分容性无功既是非线性负荷不会用到的，也是整体电网所不需要的。因此，有关部门应当采用有源滤波器进行治理。在单独使用此类滤波器对线路中谐波电流进行检测的时候，能够生成将其抵消的补偿类电流。然而从整体效果上来看，此类滤波器只能够确保安装部位上游的谐波电流变小，却不能对下游线路产生效果。所以，当对上述特征加以了解后，便能够针对性地处理三次谐波污染，即将有源的滤波器安装到存在三次谐波的下游线路中。除此之外，经过多年实践可知，当滤波器距离三次谐波电流源头越近，其防治的效果越好。与此同时，若三次谐波的过滤器为并联形式，也能够降低三次谐波的电压，所以，将三次谐波的滤波器并联于非线性的负荷比较大供电点处时，能够将三次谐波影响的危害控制在较低。
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谐波治理整体解决方案
（1）有源电力滤波器的工作原理
有源电力滤波器的工作原理如图1所示，主要由负载电流分离、指令电流调节、输出电流控制、驱动电路以及主电路组成。它采用电流型变流器，经连接电抗器接入系统，通过调整交流侧逆变输出电压的瞬时幅值与相位，或直接控制交流侧输出电流，使装置发出或吸收宽频谱无功功率。基于电力电子的有源电力滤波器装置并联于电网中，相当于一个可控的无功及谐波电流源，其无功及谐波电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功及谐波，并且可以实现从感性无功到容性无功的全范围补偿，同时对电网电压进行动态稳定调节。
图1有源电力滤波器工作原理图
（2）有源电力滤波器的工作原理
有源电力滤波器采用模块化插拔式设计，集三相不平衡治理、谐波抵制和无功补偿功能为一体，方便运维人员安装拆卸，同时也方便将来用电负荷发生变化扩展补偿容量。
该有源滤波装置主要特点有以下几个方面：
①补偿方式灵活：既可补谐波，又可兼补无功，可对2-51次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补偿，同时可治理三相不平衡问题；
②线性补偿，全响应时间≤5ms；
③具有人性化的人机交互界面，可通过该界面看到系统和本体的实时电能质量信息，操作简单，可以远控，也可以本控；
④采用DSP高速检测和运算的数字控制系统和进口IGBT，功率密度大，可靠性高；
⑤监控以及显示具备远程通讯接口，可以通过PC机实时监控；
⑥标准模块化设计，缩短交付周期，同时提高了使用的可靠性和可维护性。
有源电力滤波器可采用壁挂和整柜方式安装，同时可实现集中和就地治理，如图2所示的产品，给安装、维护及日后升级带来了便捷，提高了整体的安装效率。
图2有源电力滤波器产品示意图
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案例分析
（1）项目背景
广东某地铁改造项目，系统中负载主要为照明、空调、泵机类、电梯、信号电源、UPS等设备，开关电源的启动瞬间形成电流冲击，和其它设备在运行过程中会对系统产生谐波电流污染。其谐波主要包括3、5、7、9次；不进行合理治理，将对其他电气设备产生危害，如：大量的3次谐波造成中线过热甚至发生火灾；大量谐波造成变压器*部严重过热；继电保护发生误动作等。
（2）治理方案
根据以往测量经验进行谐波分析与估算，谐波主要由UPS和一些非线性直流电源产生，该项目有1#、2#两个配电站，1#配电站有2台800kVA的变压器，2#配电站有2台1000KVA的变压器，分别采用集中治理方案，在每台变压器下加装ANAPF系列有源电力滤波器，由于安装空间有限，选择我司壁挂式有源电力滤波器进行嵌入式安装，1#配电站中#1和#2变压器下安装型号均为ANAPF75-380/BBL，2#配电站中#1和#2变压器下安装均为2台型号为ANAPF60-380/BBL的有源电力滤波器并机使用，保障了整个供电系统的稳定性。
（3）治理效果
图3治理之前电流波形和各次谐波电流畸变率
图4治理之后电流波形和各次谐波电流畸变率
治理前电流波形发生畸变，三相电流畸变率分别为10.8%、11.1%、12.5%；在加装ANAPF系列有源电力滤波器后电流波形趋向正弦波，各次谐波得到抵制，电流畸变率明显降低，三相电流畸变率降至4.0%、4.1%、4.4%。
（4）安装现场
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结论
本文主要地铁负载电能质量治理方案的相关内容，通过对地铁电能质量方面出现的问题进行分析，并结合电能质量相应测量数据，给出相应的治理方案。后结合广东某地铁电能质量改造项目案例，并通过现场实际应用证明了滤波器设备的实用性，验证了有源滤波器设备可快速地治理无功及谐波电流，并且解决地铁用电负荷增长带来的电能质量恶化问题，对地铁电子设备、仪器仪表的计量和整体供电能力、安全运行及经济效益具有重要的意义。
安科瑞能效管理
