根据谐波电流与换相角b、触发角a 之间的函数关系可以得到换流器单桥交流阀侧谐波电流的含有率。5、7、11、13 次谐波电流与基波电流的关系如表1 所示。表中n 为基波或谐波次数。
表1 基波与谐波电流的关系
滤波装置的无功容量须满足换流器本身的无功功率损耗。根据设计过程中换流变压器的运行条件，换流器消耗的无功功率为：
式中：a 和b 分别为换流器的触发角和换相角；UDC和IDC 分别为换流器的直流侧电压和电流；cosφ为换流站的功率因数；QC为换流站消耗的无功功率。
需要指出，式（9）换流器消耗的无功功率应由6 组滤波装置提供。
根据上述分析得到的上述换流站交流网侧的谐波电流如表2 所示。基于本文优化模型得到的单相滤波装置的优化结果和各次特征谐波的屏蔽效果分别如表3 和表4 所示。
由表4可知，采用本文的与新型换流变压器配套的滤波装置的优化模型可获得良好的谐波屏蔽效果，流入交流系统网侧的谐波电流小于相应的允许值。
表2 换流站交流网侧的谐波电流
表3 单相滤波装置的优化结果
表4 各次特征谐波的屏蔽效果
3.2 仿真结果
本文采用等效谐波源法，运用Matlab7.0 软件在单相换流变压器等值电路中建立了带滤波装置的仿真模型，副方延边绕组的电流I3 及其频谱如图5 所示。副方公共边绕组的电流I2及其频谱如图6 所示。由图5、6 可知：不同频率下大部分的谐波电流被引流到滤波装置，延边绕组与公共绕组谐波电流的磁通作用相反；工频频率下的滤波装置呈容性，与延边绕组相比，公共绕组的基波分量变小、谐波畸变率变大，这再次表明本文设计的与新型换流变压器配套的滤波装置具有屏蔽谐波、补偿基波的特点。
图5 副方延边绕组的电流与频谱。
图6 副方公共边绕组的电流与频谱。
原方绕组的电流I1及其频谱如图7 所示。由图7 可知，原方绕组的电流畸变率很低，5 次谐波电流的含有率约为0.4%，这再次表明该滤波装置具有较好的谐波屏蔽效果。
