非线性负荷在电网中的大量应用，带来了一系列的谐波问题。
谐波主要危害包括：
增加电【diàn】力设施负【fù】荷，降低【dī】系统功率因数，降低发电、输电及【jí】用电【diàn】设备的有【yǒu】效容量和效【xiào】率，造成设备浪费、线路浪费和【hé】电【diàn】能损失;
引【yǐn】起无【wú】功【gōng】补偿电容器谐振【zhèn】和谐波电流【liú】放大，导致电容器组因过电流【liú】或【huò】过电压而损坏或无法投入运行;
谐波会改变【biàn】保护继电【diàn】器【qì】的动【dòng】作特性，引起【qǐ】继电保护设施【shī】的误动作，造【zào】成【chéng】继电保护等自动装置工作紊【wěn】乱。
为【wéi】了消【xiāo】除或减少电网中【zhōng】的谐波，人们提出了无源滤波【bō】和有源滤【lǜ】波的解决方案。无【wú】源滤【lǜ】波(FC)主要是利用阻容元器件的LC谐振特性，对【duì】系统中【zhōng】的某一【yī】特定频率形成一个低阻【zǔ】通道，这个【gè】低阻【zǔ】通道与系统【tǒng】阻【zǔ】抗形成并【bìng】联分流关【guān】系，让谐波成份从【cóng】滤波系统中【zhōng】流过，达到对系统滤【lǜ】波的作用。有源滤【lǜ】波(APF)则【zé】是利用现代【dài】电力电子器件主动产生一个【gè】与系【xì】统谐波大小相等相【xiàng】位【wèi】相反【fǎn】的谐波，以“抵消”系统产生的谐波。
图1 有源滤波原理图
在图1的有【yǒu】源滤【lǜ】波原理图中可以看到，测【cè】量【liàng】负载电流并输入到电流跟踪【zōng】控制【zhì】电【diàn】路是有源【yuán】滤【lǜ】波的【de】关键环节，测量的精度和响应【yīng】时间会直接【jiē】影响滤波的效果。
2工程难题
有【yǒu】源滤波的应用行【háng】业【yè】包括电解电镀企业、水处理设备、石【shí】化企【qǐ】业、大型商场及办公【gōng】大楼、精密电子企业、机【jī】场/港口的供电系统、医疗机构等【děng】。负【fù】载电流【liú】从几百安到几【jǐ】千安不等【děng】。通常滤波【bō】器厂家【jiā】采用【yòng】传【chuán】统的CT对【duì】负载电流进行测【cè】量，但是【shì】由于现场情况的【de】不同，面临着不同的困难。
在改造项目中，由于母排或电缆已经【jīng】安装【zhuāng】好，采用穿心式CT必须要进【jìn】行【háng】大量的拆卸和安装【zhuāng】工作;
有的开关柜内部空【kōng】间狭【xiá】窄，母排之间的距离刚【gāng】刚满足绝缘需求，CT尺寸大于间隙，难【nán】以进行安装。或者CT尺【chǐ】寸适【shì】合【hé】，但【dàn】是工程人员现场施工难度【dù】非常【cháng】大;
母【mǔ】排的尺寸和形状差【chà】别很【hěn】大，不【bú】同【tóng】工程项目需要采购不【bú】同尺寸【cùn】的CT，给采购工作带来很多难题。有的项目甚至要定制【zhì】CT，不仅成本高，还【hái】有可能影【yǐng】响【xiǎng】工期【qī】;
有的项【xiàng】目在【zài】最初启【qǐ】用时负载很小，随着时间的【de】发展，负载【zǎi】逐渐增加。这样【yàng】的项目【mù】中，如果选【xuǎn】择小量程的CT，后期【qī】由于【yú】饱和问【wèn】题【tí】需要【yào】更换CT，如果一【yī】开始就【jiù】选择大量程的CT，在开始阶段电流很小，会影【yǐng】响测量精度和滤波效果。
3罗氏线圈简介
罗氏线圈(Rogowski Coil)，全【quán】称罗哥夫斯基【jī】线圈，由于罗氏线【xiàn】圈不含铁【tiě】芯【xīn】，也称空心【xīn】线圈。
罗氏线【xiàn】圈是一个均【jun1】匀缠绕在非铁磁【cí】性【xìng】材料上的【de】环形线圈。输出信号【hào】是电【diàn】流对时间的微分。通【tōng】过一【yī】个对输【shū】出的电压信号进行积【jī】分的电路，就可以真实还原【yuán】输入电流。
图2 罗氏线圈原理图
罗氏线圈不【bú】含铁磁性材料，无磁滞效应【yīng】，几乎【hū】为零的【de】相位【wèi】误差;无磁【cí】饱和【hé】现象【xiàng】，因而测量【liàng】范围【wéi】可从数安【ān】培到【dào】数百千安【ān】的【de】电流;结【jié】构简【jiǎn】单，并且和被测电流之间没有【yǒu】直接【jiē】的电路联系;响应频带宽0.1Hz-1MHz。与带【dài】铁芯的【de】传统互感器相比，罗氏线圈【quān】具有测量范围宽，精【jīng】度高，稳定可靠，响应频带宽，同【tóng】时【shí】具有测量【liàng】和继电保护【hù】功能，体积小、重量轻、安全【quán】且符合【hé】环保要求。
罗氏线圈【quān】可【kě】应【yīng】用于继电保护，可控硅整流【liú】，变频调速，电阻焊【hàn】等信号严重畸变以及电【diàn】炉、短路测试、雷电信号【hào】采集等大电流的【de】场【chǎng】合。
4工程应用
莱姆【mǔ】电子生产【chǎn】的【de】罗氏线圈产品ART是一个开口型的柔性线【xiàn】圈，线【xiàn】径【jìng】只有【yǒu】6.1mm，孔径有70mm、125mm、175mm、300mm多种选【xuǎn】择。在接口处【chù】采用旋【xuán】转锁紧式卡扣【kòu】，安装非常方便。
图3 莱姆电子的ART产品
ART的【de】精度可达0.5级。同【tóng】时，莱姆【mǔ】公司的“磁套筒”专利技术大大减少【shǎo】了【le】位【wèi】置误【wù】差，使得一【yī】次【cì】导线在线圈内部不同位置时导致的位置误【wù】差非常小，解决了【le】罗氏线【xiàn】圈这类产品【pǐn】共【gòng】同面对的难题。
ART的测【cè】量范围【wéi】非【fēi】常宽【kuān】，从几【jǐ】安培到几万安培，几乎【hū】没有线性误差。
由于【yú】莱姆【mǔ】公司【sī】的ART的这些优点完美解【jiě】决了有【yǒu】源【yuán】滤波工程中的所有难【nán】题，因此在有源滤波【bō】项目中得到了大量【liàng】应用。
某公司需要在船【chuán】上安装大量【liàng】有源【yuán】滤波器，由于船上空【kōng】间有限，因此【cǐ】终端客户给【gěi】滤波器厂家提出了很【hěn】多尺【chǐ】寸和空间方【fāng】面的【de】要求，滤波器厂家采用ART作为【wéi】负【fù】载电流采【cǎi】集元【yuán】件，满足了客户的需求，同时ART的高精【jīng】度也带来了很【hěn】好的滤波【bō】效果，获得最终用户的【de】高度评价。
5结语
在有【yǒu】源滤波器【qì】的工程应用中【zhōng】，安装【zhuāng】问题是滤【lǜ】波器厂【chǎng】家最大的【de】痛【tòng】点。莱姆公司的【de】罗氏线圈产品【pǐn】ART由于开口，柔【róu】性【xìng】，精度高，测量范围广，位置误差【chà】小等优点解决了滤波器【qì】厂家的痛点。
罗氏线圈没有磁芯，二次输【shū】出是一个很【hěn】小的电压信号，容易转变成数字【zì】信号，非常符【fú】合未来产品环【huán】保化，数字化的技【jì】术趋【qū】势，将【jiāng】来会在越【yuè】来越多的应用中取代【dài】传【chuán】统的【de】CT产品。
参考文献
1. 李震宇，电子式互感器工程应用技术问答。中国电力出版社
2. 刘琳，有源滤波技术在智能电网中的应用。
科技信息, 2014 (13) :218-219
3. ART Product Data Sheet. Lem Electronics(China) Co., Ltd
