2024年3月13日发(作者：脱珧)
平波电抗器
1 引言
高压直流（High Voltage DirectCurrent，HVDC）换流站采用半控型的晶闸管器件，利用相控进行
交—直和直—交两种变换，将产生大量的高次谐波。目前HVDC换流装置一般采用12脉动换流桥，在换
流站的交流侧将产生12n±1次电流特征谐波，n为自然数；在直流侧则产生12n次电压特征谐波。各种
各样的不对称（如不等间隔的触发脉冲、母线电压不对称、相间换相电抗的不对称及变压器励磁电流）将
产生少量额外的非特征谐波。换流站交流侧的谐波电流进入交流系统后，将使系统电压波形发生畸变并造
成不良影响和危害。换流站直流侧的谐波电压将在直流线路上分布谐波电压和电流，使邻近的通信线路受
到干扰。
滤波装置可抑制上述谐波。HVDC采用的滤波装置数量多、电压等级高、等效容量大，且一般为户外
式。滤波装置在换流站的投资和占地面积中均占有相当大的比重。其中，滤波装置费用大约占HVDC总体
投资的10%
~
15%
[1]
。典型的HVDC拓扑结构如图1所示。
整流站与逆变站一般具有对称结构。在HVDC系统直流侧首先采用平波电抗器减小直流线路中电压和
电流的谐波分量；但仅靠平波电抗器的作用还不能满足谐波治理的要求，还需另外装设滤波器。传统HVDC
主要装设的是针对特征谐波的无源滤波器（Passive Filter，PF）。
2 直流侧滤波装置性能评估标准
HVDC采用架空输电线时，通信干扰是很严重的问题。由于电力线路和通信线路的相对传输功率水平
相差悬殊，且HVDC特征谐波频带与普通线路通话频带重合，因此对通话清晰度有明显干扰。谐波对换流
站其他装置的安全运行也有严重危害。
现在各国HVDC输电工程主要根据通信干扰程度评估线路谐波水平，常采用等效干扰电流I
eq
指标。I
eq
是与直流输电线上的各次谐波电流等效的单一频率（800Hz或1000Hz）电流，其产生的干扰可等效为各
次谐波电流所产生的干扰，它由整流站和逆变站谐波电流共同产生，在整流站和逆变站出站处取得最大值，
其定义式为
式中 m为考虑的最高次谐波次数，对于HVDC系统通常取值为100；I
n
为第n次谐波电流的有效值；
h
n
为第n次谐波的耦合系数；P
n
为频率的加权系数。h
n
、P
n
与频率的对应关系见文 [2]。
在直流系统处于双极、平衡运行情况下，I
eq
的允许值分为：高标准（I
eq
为100
~
300mA）；中等标准
（I
eq
为300
~
1000mA）；低标准（I
eq
超过1000mA）。对于单极运行的直流系统，该标准可增大2
~
3倍。
近年来，随着光纤通信的普及，以上标准也有逐渐放宽的趋势。
3 直流侧滤波装置
3.1 平波电抗器
平波电抗器的设计需要满足以下几方面的要求
[3]
：
（1）平波电抗器在直流线路小电流情况下能保持电流的连续性，触发延迟角10.1°＜a<169.9° 时，
此时其电感量为
2024年3月13日发(作者：脱珧)
平波电抗器
1 引言
高压直流（High Voltage DirectCurrent，HVDC）换流站采用半控型的晶闸管器件，利用相控进行
交—直和直—交两种变换，将产生大量的高次谐波。目前HVDC换流装置一般采用12脉动换流桥，在换
流站的交流侧将产生12n±1次电流特征谐波，n为自然数；在直流侧则产生12n次电压特征谐波。各种
各样的不对称（如不等间隔的触发脉冲、母线电压不对称、相间换相电抗的不对称及变压器励磁电流）将
产生少量额外的非特征谐波。换流站交流侧的谐波电流进入交流系统后，将使系统电压波形发生畸变并造
成不良影响和危害。换流站直流侧的谐波电压将在直流线路上分布谐波电压和电流，使邻近的通信线路受
到干扰。
滤波装置可抑制上述谐波。HVDC采用的滤波装置数量多、电压等级高、等效容量大，且一般为户外
式。滤波装置在换流站的投资和占地面积中均占有相当大的比重。其中，滤波装置费用大约占HVDC总体
投资的10%
~
15%
[1]
。典型的HVDC拓扑结构如图1所示。
整流站与逆变站一般具有对称结构。在HVDC系统直流侧首先采用平波电抗器减小直流线路中电压和
电流的谐波分量；但仅靠平波电抗器的作用还不能满足谐波治理的要求，还需另外装设滤波器。传统HVDC
主要装设的是针对特征谐波的无源滤波器（Passive Filter，PF）。
2 直流侧滤波装置性能评估标准
HVDC采用架空输电线时，通信干扰是很严重的问题。由于电力线路和通信线路的相对传输功率水平
相差悬殊，且HVDC特征谐波频带与普通线路通话频带重合，因此对通话清晰度有明显干扰。谐波对换流
站其他装置的安全运行也有严重危害。
现在各国HVDC输电工程主要根据通信干扰程度评估线路谐波水平，常采用等效干扰电流I
eq
指标。I
eq
是与直流输电线上的各次谐波电流等效的单一频率（800Hz或1000Hz）电流，其产生的干扰可等效为各
次谐波电流所产生的干扰，它由整流站和逆变站谐波电流共同产生，在整流站和逆变站出站处取得最大值，
其定义式为
式中 m为考虑的最高次谐波次数，对于HVDC系统通常取值为100；I
n
为第n次谐波电流的有效值；
h
n
为第n次谐波的耦合系数；P
n
为频率的加权系数。h
n
、P
n
与频率的对应关系见文 [2]。
在直流系统处于双极、平衡运行情况下，I
eq
的允许值分为：高标准（I
eq
为100
~
300mA）；中等标准
（I
eq
为300
~
1000mA）；低标准（I
eq
超过1000mA）。对于单极运行的直流系统，该标准可增大2
~
3倍。
近年来，随着光纤通信的普及，以上标准也有逐渐放宽的趋势。
3 直流侧滤波装置
3.1 平波电抗器
平波电抗器的设计需要满足以下几方面的要求
[3]
：
（1）平波电抗器在直流线路小电流情况下能保持电流的连续性，触发延迟角10.1°＜a<169.9° 时，
此时其电感量为