摘要：变频机组因其在技术和经济上的优越性,在现代工业生产中得到广泛的应用。于此同时,其自身的工作特性也造成了日益严重的谐波污染问题,大量的谐波严重影响了电网的电能质量。无源电力滤波器因其结构简单、设备投资少、运行可靠性高、运行费用低,成为目前电力系统中最普遍的谐波治理及无功补偿设备。本文对无源滤波器的设计方法进行了研究,并对无源滤波成套屏柜进行整体设计。本文首先以河北旭阳焦化厂车间变电所的谐波治理项目为背景,对变电所配电变压器0.4kV侧的三相电压、三相电流进行测试。通过测试数据的分析计算,得出系统负载功率平稳、功率因数较高等运行特点,并得到具体的各次谐波含量。利用现场原有的用于无功补偿的电容器组作为负载侧扰动源,通过稳态测量电容器投切前后的谐波电流变化量及由其产生的谐波电压变化量来计算谐波阻抗,即谐波阻抗增量计算法。建立系统谐波模型,分析电容器谐波放大的原理。将谐波阻抗增量计算法与近似估算谐波阻抗计算法进行仿真计算和实测数据的对比,验证了基于稳态测量谐波阻抗增量计算法的准确性。确定将基于稳态测量谐波阻抗增量计算法计算得到的谐波阻抗为最终的结果。其次根据上述测试数据及谐波阻抗计算结果,本文设计两种滤波方案：分别为5次单调谐滤波器方案和5、7次单调谐加11次高通滤波器方案。并对两种方案的设计方法进行了详细的分析,考虑工程实际情况,确定采用5次单调谐滤波器方案。开发研制5次单调谐滤波无源滤波屏柜,对屏柜的元器件选型进行分析计算,完成屏柜本体的电气性能测试,重点分析了屏柜的放电回路性能和合闸暂态性能。最后对无源滤波屏柜投运前后的系统谐波水平进行测试。应用Matlab/Simulink建立了无源滤波装置的系统仿真模型,通过仿真结果与实测结果的对比,验证了本文仿真模型的准确性和所采用的无源滤波方案的有效性。