電鐵機車、軋機、電弧爐及電力電子設備等非線性負荷運行過程中所產生的高次諧波電流大、三相不平衡,且具間歇性、沖擊性等特點,采用現有的固定容量的補償裝置,不能滿足這類電力負荷安全經濟運行的要求。為了治理諧波和提高功率因數,多年來,許多國家都先后研制了多種形式的靜止無功補償和消諧裝置,以完成不同類型的無功補償和治理諧波的任務。
(1) 采用晶閘管(SCR)元件的靜止無功補償裝置(SVC)與交流濾波器(FC)并聯。這種SVC是由晶閘管控制的電抗器(TCR)和晶閘管投切的電容器組(TSC)構成。該裝置的優點是在三相系統中應用時,可以用來補償三相電壓的不平衡,對無功輸出能連續可調。其缺點是TCR在運行中的無功輸出是通過調節晶閘管的導通角來實現的,TCR會產生大量的高次諧波電流,因此交流濾波器的濾波容量要相應地增加,從而使正常運行的損耗也大大增加。若把TCR用于電鐵牽引站的單相補償,其優點得不到展示反而缺點比較顯著。
(2) 采用高速可關斷晶閘管(GTO)的靜態無功發生器(SVG)和交流濾波器并聯。這種SVG能連續可調輸出進相或滯后的無功,從而使系統電壓穩定,三相平衡,且基本不產生附加的高次諧波,不用加大交流濾波器的濾波容量,基本設施可減少。目前國內已能制造大容量的SVG工業樣機,但投資較大,其運行特性有待于進一步開發和進行工程實踐。
(3) 采用有源高次諧波濾波器和無源濾波器組混合并聯運行,無源濾波器組的作用是提供必需的進相基波無功,并作為低次(3次和5次)諧波濾波電路;有源高次諧波濾波器不提供基波無功,只補償需要的各次諧波電流。對系統來說,有源高次諧波濾波器是一高阻抗、高次諧波的電流源,它的接入對系統阻抗沒有影響,能自行適應被補償線路所需補償的諧波電流的需要,不存在過補償和過負荷的問題;同時,它還能防止系統與電容器組之間可能發生的并聯諧振或串聯諧振。