谐波和无功对电路的影响和有源滤波器的特点

有源滤波补偿器是一种用于动态抑制谐波、精确补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行动态精确补偿。可以同时滤除多次及高次谐波，滤除率高达95%以上，且不会引起谐振。

有源电力滤波器具备极高可控度，其反映速度十分快速，可及时跟踪补偿各谐波与需要的无功功率，而此特性并不会受到系统的影响，无谐波可合理放大，其体积与重量小。单台有源电力滤波器造价与技术、容量均被制约，大容量有源电力滤波器研究已获得诸多成就，电气化铁路是以电力为牵引动力的，普通铁路是以柴油为牵引动力的。电气化铁路上方有接触网就是给机车提供电力的输电线。我国电气化铁路是采用工频单相27.5KV供电模式。

电气化铁道谐波和无功的危害。高次谐波倒流入电网，将严重影响电力系统的供电质量，造成严重危害。其主要表现归纳为：（1）谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电和用电的效率；（2）谐波电流在输电线路阻抗上的压降会使电网电压发生畸变，影响各种电气设备的正常工作；（3）谐波电流在输电线路阻抗上的压降会使电网电压发生畸变，影响各种电气设备的正常工作；
（4）谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，使谐波放大，从而使（1）和（3）的危害大大增加，甚至引起严重事故；（5）谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确；（6）谐波会对通信电路造成干扰。

目前，治理电气化铁道谐波的方法分为主动型和被动型两种。所谓主动型就是设法使电力机车少产生或不产生谐波。所谓被动型就是在母线上装设谐波补偿装置。因此，装设谐波补偿装置将是治理电铁谐波的主要方式。装设谐波补偿装置的方法有两种，一种是采用由电容、电感和电阻构成的无源电力滤波器；另一种是采用主要由大功率电力电子器件构成的有源滤波器。

作为主电路的PWM变流器，在产生补偿电流时，主要作为逆变器工作，因此可称为逆变器。但它不仅仅是单独作为逆变器而工作的，当在电网向有源电力滤波器直流侧储能元件充电时，它就作为整流器工作，即它既可以工作在逆变状态，也可工作在整流状态，所以多以变流器称之。

用PwM逆变器构成有源滤波器比无源滤波器具有如下优点：
(1)有高度可控制和快速响应特性；
(2)能跟踪补偿各次谐波；
(3)能自动产生所需变化的无功功率；
(4)其特性不受系统影响；
(5)有源滤波器不会与电路发生谐振，无谐波放大危险；
(6)相对体积和重量都较小。