电网谐波治理与无功补偿方案
无功补偿及谐波治理方案
时值，并基于此精确获取各分相及总的实时基波有功功率、无功
功率及基波功率因数。并在此基础上计量电能。
•
LLJ-SVC系统在补偿及滤波中实现的各种控制、保护及状态识别等
功能均基于它准确、全面的检测结果。很明显，LLJ-SVC采用的检测
手段完全克服了电网谐波、三相不平衡等因素的影响。概括起来，具
有以下鲜明的特点：
短时运行24小时，当电网电压过高时，将引起电容器内部有功功率损
耗显著增加，使电容器介质遭受热力击穿，影响其使用寿命，而传统
自动补偿设备不能实时检测电容器电压，极容易造成电容器的烧毁。
•
2)采用传统熔断器保护方式的设备当发生过流或短路现象造成熔
断器熔断时，由于熔断器熔丝不能恢复，只能更换熔断器，造成极大
在此基础上极大地丰富了产品的功能，在提升该类产品自动化运行水
平的基础上，更加提升了设备维护与管理的智能化水平。
1）LLJ-SVC 检测技术
•
与传统方法不同，LLJ-SVC采用32位高速数字信号处理器
(DSP)TMS320F2811做为核心控制单元对三相交流电压(UA、UB、
UC)、三相系统总电流(ias、ibs、ics)、三相无功补偿电流(iac
• 无功功率并不是无用的功率，交流工频电网中如电动 机、变压器等电力负荷都是电磁转换工作原理，我们在使 用这些设备完成电能向需要的机械能、热能、光能等能量 方式转换的同时必须有相应的无功功率交换才能实现。在 理想状态下无功功率只用于负载励磁在负载与电网之间反 复交换而不进行其它能量方式的转换，但由于载流体电阻 及导磁体磁阻的原因导致无功电流在流动过程中产生电能 向热能转换从而出现不期望的能量损失。
的浪费。
2.4 传统无功自动补偿设备投切方式及局限性
谐波治理与无功补偿
谐波治理与⽆功补偿1：什么是谐波：电⼒系统中有⾮线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以⼯频50HZ供电，当⼯频电压或电流作⽤于⾮线性负载时，就会产⽣不同于⼯频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于⼯频频率的正弦电压或电流，⽤富⽒级数展开，就是⼈们称的电⼒谐波。
从⼴义上讲，由于交流电⽹有效分量为⼯频单⼀频率，因此任何与⼯频频率不同的成分都可以称之为谐波.在电⼒系统⽅⾯，谐波是指多少倍于⼯频频率的波形，简称“次”，是指从2次到30次范围，如5次谐波电压（电流）的频率是250赫兹，7次谐波电压（电流）的频率是350赫兹；3、5、、7、9、11、等叫做其次谐波，超过13次的谐波称⾼次谐波。
近三四⼗年来，各种电⼒电⼦装置的迅速发展使得公⽤电⽹的谐波污染⽇趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发⽣，谐波危害的严重性才引起⼈们⾼度的关注。
: 电⼒谐波对电⼒⽹（包括⽤户）危害是⼗分严重的，它是⼀种电⼒污染，随着经济展，⼤功率可控硅的⼴泛应⽤，⼤量⾮线性负荷增加，特别是电⼦技术、节能技术和控制技术的进步，在化⼯、冶⾦、钢铁、煤矿和交通等部门⼤量使⽤各种整流设备、交直流换流设备和电⼦电压调整设备，电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电⽓机车等与⽇俱增，同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家⽤电器等普及使⽤，使得电⼒系统波形严重变形。
2：:电⼒谐波的主要危害有：（1）引起串联谐振及并联谐振，放⼤谐波，造成危险的过电压或过电流；（2）产⽣谐波损耗，使发、变电和⽤电设备效率降低；（3）加速电⽓设备及电⼒变压器绝缘⽼化，使其容易击穿，从⽽缩短它们的使⽤寿命；（4）使设备（如电机、继电保护、⾃动装置、测量仪表、电⼒电⼦器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；（5）⼲扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚⾄损坏通信设备。
（6）使开关（断路器）过载，造成经常性跳闸。
由于谐波电流在导体表⾯流动，引起导体发热，降低了开关的实际容量所致。
谐波治理及无功补偿方案
谐波治理及无功补偿方案谐波治理及无功补偿方案随着现代电力系统的快速发展和应用，电力质量问题日益凸显。
其中一个主要问题就是谐波污染，谐波污染会对电力系统产生极大的危害，如烧毁电器设备、造成供电失灵等。
为了有效解决谐波污染问题，可以采用谐波治理及无功补偿方案。
一、谐波治理1.谐波发生的原因谐波是指电源产生的不同于基波频率的信号，其会把电力系统中的电压和电流形成很多波峰，属于高频电流。
2.谐波的产生谐波的形成，主要是由非线性负载所引起（例如变频器、电子电路等），这些负载会对输电线路上传输的电能进行畸变，导致电力系统中产生多余的波形。
3.谐波的危害谐波的危害十分显著，其主要表现为电力系统中的电器设备可能会受到烧毁的风险，从而引发一系列的安全事故和设备故障。
4.谐波治理方案（1）滤波器法：通过在负载侧增加合适的滤波器，可以去除输出信号中的高频波形，让电力系统中的电路保持基波同步。
（2）减小非线性负载法：由于非线性负载是谐波形成的主要原因，因此可以通过减少或替换负载器件，从而降低谐波的产生。
（3）提高系统阻抗法：当系统的阻抗增加时，电源的输出电流会减少，从而谐波的产生会得到一定的减少。
二、无功补偿1.无功补偿的原理无功补偿是一种电力系统中无功功率的调节方法，其通过连接电容器或电感器，来对补偿线路进行补偿，从而实现对无功功率的控制和调节。
2.无功功率的特点无功功率具有波动性和成段性的特点，这是由于电力系统中产生的无功功率主要受到负载方向或回路的变化所影响。
3.无功补偿的作用（1）提高功率因数：在无功补偿的情况下，系统的功率因数会有所提高，从而有效降低负载对电力系统的影响。
（2）降低电网损耗：通过对电路进行无功补偿，可以将电力系统中的无功功率转化为有用的有功功率，从而减少电网的能量损耗。
（3）提高电力系统的稳定性：无功功率的波动会影响电力系统的稳定性，因此，通过无功补偿，可以有效地提高电力系统的稳定性。
4.无功补偿方案（1）串联电容补偿法：通过在电路中增加合适的等效容值，可以将谐波电流从发电端分流到电容器中。
10kV高压谐波治理兼无功补偿治理方案
10kV高压谐波治理兼无功补偿治理方案1 系统概述根据某铜业厂提供的现有配电系统情况可知，工厂现有35KV进线一条，该线非该厂专线。
厂内主要负荷为电解铜生产线及大功率电机等用电设备。
因电解铜生产线采用的是可控硅整流装置。
由于可控硅整流装置的六脉及12脉整流特性，在运行过程中将产生以6N±1和12N±1（N为正整数）为主的谐波电流注入电网，危及到其它用电设备及电网的用电安全。
同时因系统功率因数比较低，故用户在10KV母线上安装了一套高压电容补偿柜，但由于电解铜等用电设备在运行时产生了较大的谐波注入系统，而电容补偿柜在投入后又与系统发生并联谐振，对系统谐波进一步放大，造成电容补偿装置在谐波环境下运行因过载而发生较大的异常声音，甚至造成部分电容柜无法正常投入，经常造成高压补偿电容器的熔丝爆炸烧毁。
用户配电系统一次示意图如图1所示。
动 力电解线电解线电解线(原有）图1用户配电系统示意图2系统用电参数分析根据对厂内变电站10KV I段母线的谐波测试数据分析，可将运行时有功功率、无功功率、功率因数及谐波的变化可归纳为：（1）10KV母线平均功率因数约为0.92左右，（2）母线协议容量10MVA，（3）主要谐波源类型：热电解铜及大功率电机等，（4）10KV线路三相功率数据分析段10KV I段母线正常运行时负荷基本相等，且负载相对较稳定。
有功功率基本都8000kW 左右，功率因数相对较低，约0.92左右，无功功率也基本在2800kVar～3300kVar之间变化。
3谐波分析因负载大部分采用的是六脉波及12脉波整流，产生的主要谐波为：6N±1次及12N±1（N为工频频率倍数）。
故10KV段谐波的特征次为5、7、11、13．．．．．．。
其中5、7、11次谐波相对较大，故滤波装置应考虑以滤除5、7、11次谐波为主的滤波方式。
根据我司于2007/09/21日对配电系统10KV母线 I段的谐波测试数据分析，将设备运行时产生的各次谐波值分析如下：35kV侧用户协议容10MVA，设备容量90MVA，正常方式下短路容量为689MVA。
无功补偿及谐波治理工程技术方案
无功补偿及谐波治理工程技术方案无功补偿与谐波治理是电力系统中的两个重要问题。
无功补偿主要解决无功功率的调节问题，谐波治理主要解决电力系统中谐波污染的问题。
本文将就无功补偿及谐波治理工程技术方案进行详细的介绍。
1.电容补偿技术方案电容补偿是通过串联电容来提供无功功率，从而提高功率因数。
该技术方案具有成本低、无功补偿效果好等优点。
适用于对电网无功功率负荷波动较小的场所。
2.静止无功发生器（SVC）技术方案SVC是通过调节阻抗来提供无功功率的一种补偿方式。
它具有响应速度快、补偿效果好等优点。
适用于电网无功功率负荷波动较大的场所。
3.静态同步无功发生器（STATCOM）技术方案STATCOM是通过调整电压来提供无功功率的一种补偿方式。
该技术方案具有响应速度快、无功补偿效果好等优点。
适用于对电压稳定性要求较高的场所。
1.谐波滤波器技术方案谐波滤波器是将发生谐波的电流或电压引入滤波器，通过滤波器的谐波抑制特性将其滤除。
该技术方案具有谐波抑制效果好、性能稳定等优点。
适用于单一谐波频率的场所。
2.谐波变压器技术方案谐波变压器是通过在电力系统中串联谐波补偿变压器来抵消谐波电流。
该技术方案具有谐波抑制效果好、谐波适应性强等优点。
适用于多个谐波频率的场所。
3.主动滤波器技术方案主动滤波器是通过检测谐波电流或电压，并通过逆变器产生反向相位的谐波电流来抵消原有谐波电流。
该技术方案具有谐波抑制效果好、适应性强等优点。
适用于谐波频率较多、波动较大的场所。
综上所述，无功补偿技术方案包括电容补偿技术方案、静止无功发生器技术方案和静态同步无功发生器技术方案。
谐波治理技术方案包括谐波滤波器技术方案、谐波变压器技术方案和主动滤波器技术方案。
根据具体情况选择合适的技术方案，能够有效地解决电力系统中的无功补偿和谐波治理问题，提高电力系统的稳定性和供电质量。
无功补偿与谐波治理
无功补偿与谐波治理在现代电力系统中，无功补偿与谐波治理是两个至关重要的课题。
它们对于提高电能质量、保障电力设备的正常运行以及降低电力损耗都有着举足轻重的作用。
首先，我们来谈谈无功补偿。
无功功率，简单来说，就是那些在电力系统中没有被实际消耗掉，但在电能传输和转换过程中又必不可少的功率。
比如说，电动机在运行时需要建立磁场，这部分用于建立磁场的功率就是无功功率。
无功功率的存在会给电力系统带来一些问题。
一方面，它会增加电力线路的电流，从而导致线路损耗增加。
想象一下，电流就像水流，无功功率让水流变大，在流经管道（线路）时，与管道的摩擦（线路损耗）也就更大了。
另一方面，无功功率不足会导致系统电压下降。
电压就像水压，如果水压不足，水流就无力，电器设备就可能无法正常工作。
为了解决这些问题，我们就需要进行无功补偿。
无功补偿的方法有很多种，常见的有电容器补偿、电抗器补偿以及静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）等。
电容器补偿是一种比较传统且常见的方法。
电容器就像一个能量储存器，在系统无功功率不足时释放储存的能量，提供无功支持。
它具有成本低、安装方便等优点，但也存在一些局限性，比如补偿效果可能会受到系统电压波动的影响。
电抗器补偿则主要用于限制短路电流和吸收系统中的过剩无功功率。
它通常与电容器配合使用，以达到更好的补偿效果。
SVC 和 STATCOM 则是较为先进的无功补偿装置。
SVC 通过控制晶闸管的导通角来调节接入系统的无功功率。
STATCOM 则基于电力电子技术，能够快速、连续地调节输出的无功功率，具有响应速度快、补偿精度高等优点。
接下来，我们再说说谐波治理。
谐波是什么呢？谐波是指电力系统中电流或电压的频率为基波频率整数倍的分量。
打个比方，基波就像音乐中的主旋律，而谐波则是一些不和谐的杂音。
谐波的产生主要源于电力电子设备的广泛应用，比如变频器、整流器等。
这些设备在工作时会使电流或电压发生畸变，从而产生谐波。
无功补偿与谐波治理方案
无功补偿与谐波治理方案无功补偿是电力系统中一种重要的电力调节手段，可以提高电力系统的稳定性和经济性。
而谐波是电力系统中经常会遇到的一种问题，会引起电力设备的损坏和能效降低。
因此，针对无功补偿和谐波治理问题，需要制定合适的方案。
无功补偿是指通过调整电力系统中的无功功率，使系统达到稳定运行的一种方法。
在电力系统中，无功功率是电压和电流的相位差所产生的功率，它与有功功率一起构成了总功率。
无功补偿的目的是通过使用无功补偿装置，如电容器和电抗器，来改变系统中的无功功率，以达到系统功率的平衡。
无功补偿可以提高电力系统的功率因数，减小线路和设备的损耗，改善电压质量，提高电力系统的稳定性和可靠性。
谐波是指电力系统中频率为整数倍的基波的倍数的谐波。
通常情况下，电力系统中存在一些非线性负载，如电力电子设备、电弧炉等，会引入大量谐波。
谐波会导致电力设备的温升和功率损耗加大，甚至引发设备的故障和损坏。
因此，对于电力系统中的谐波问题，需要采取相应的治理措施。
针对无功补偿的问题，可以采取以下方案：1.定期检查和维护无功补偿设备：对于已经安装在电力系统中的无功补偿装置，需要定期检查和维护，确保其正常运行。
包括检查电容器和电抗器的电容值和电感值是否正常，检查电压和电流的测量装置是否准确，确保无功补偿的效果和安全性。
2.合理设计和布置无功补偿装置：在电力系统中，根据负载类型和电力需求情况，合理设计和布置无功补偿装置，包括电容器和电抗器的容量和数量，以及其在电力系统中的位置和连接方式。
通过合理布置无功补偿装置，可以最大限度地提高无功补偿的效果，并减少无功功率损耗。
3.使用静态无功补偿装置：与传统的无功补偿装置相比，静态无功补偿装置具有体积小、无噪音、响应速度快等优点，适用于电力系统中对无功补偿要求比较高的场合。
使用静态无功补偿装置可以提高无功补偿的精度和灵活性，同时降低运行和维护成本。
针对谐波的问题1.谐波源的隔离和控制：对于电力系统中存在的谐波源，如非线性负载设备，可以采取隔离措施，减少其对电力系统的谐波干扰。
电网谐波治理与无功补偿方案
电网谐波治理与无功补偿方案[1][2][3][4][5]共5页一、前言随着全球工业化进程的不断加快。
对地球环境的污染和破坏也空前加剧。
为此，在全世界范围内掀起了环境保护的高潮。
当今时代是高度强调环境保护和生态保护的时代，这是全球全人类和全社会的共识。
电力系统也面临着污染，公用电网中的谐波电流和谐波电压就是对电网环境最严重的一种污染。
电力电子装置就是公用电网中最主要的谐波源，随着电力电子装置的应用日益广泛。
电网中的谐波污染也日趋严重。
电网谐波对电气设备的正常运行危害很大，它可导致电容器过流损坏，电动机力矩不稳，继电保护装置误动作，计算机等敏感电器发生功能错误。
当谐波电流超出规定允许值，或者谐波电流虽然不大，但电气化设备受到干扰时，通常应采取技术措施加以防治，例如提高谐波源设备的电压等级，对谐波源设备集中供电．改变其工作时间等，但是上述方法并不能保证完全奏效，同时还要付出相应的改造费用。
解决谐波问题的最佳途径是设置谐波回路，将谐波完全或部分吸收，以保障电气设备完全运行，同时可以提高电网功率因数≥0.92，补偿基波无功功率、吸收谐波电流、防止电网谐振、改善电能质量，从而收到良好的经济效益。
由我公司技术成功开发的NLK型高低压电网谐波补偿成套装置，适用于一切工业及民用用户，具有设计合理，谐波效果好、保护齐全、工作稳定可靠等特点。
二、技术参数安装地点: 室内，靠墙或离墙(室外)连接方式: 电缆或母线每柜回路数: 3(常用)、4、5、6额定电压: 400V、525V、660V、6KV、10KV、35KV额定频率: 50Hz/60Hz额定电流: 见选型表额定功率: 见选型表放电元件: 放电电阻或线圈控制电压: 220V-380V整体功耗: < 3W/kvar防护等级: IP20B冷却: 自然空冷 (风冷、水冷)工作条件: 海拔高度≤2000m环境温度+40℃~-10℃相对温度90%(+20℃)三、设计特点本装置设计贯彻国家技术经济政策，力求做到安全可靠、技术先进、经济合理和运行检修方便。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电网谐波治理与无功补偿方案[1][2][3][4][5]共5页一、前言随着全球工业化进程的不断加快。
对地球环境的污染和破坏也空前加剧。
为此，在全世界范围内掀起了环境保护的高潮。
当今时代是高度强调环境保护和生态保护的时代，这是全球全人类和全社会的共识。
电力系统也面临着污染，公用电网中的谐波电流和谐波电压就是对电网环境最严重的一种污染。
电力电子装置就是公用电网中最主要的谐波源，随着电力电子装置的应用日益广泛。
电网中的谐波污染也日趋严重。
电网谐波对电气设备的正常运行危害很大，它可导致电容器过流损坏，电动机力矩不稳，继电保护装置误动作，计算机等敏感电器发生功能错误。
当谐波电流超出规定允许值，或者谐波电流虽然不大，但电气化设备受到干扰时，通常应采取技术措施加以防治，例如提高谐波源设备的电压等级，对谐波源设备集中供电．改变其工作时间等，但是上述方法并不能保证完全奏效，同时还要付出相应的改造费用。
解决谐波问题的最佳途径是设置谐波回路，将谐波完全或部分吸收，以保障电气设备完全运行，同时可以提高电网功率因数≥0.92，补偿基波无功功率、吸收谐波电流、防止电网谐振、改善电能质量，从而收到良好的经济效益。
由我公司技术成功开发的NLK型高低压电网谐波补偿成套装置，适用于一切工业及民用用户，具有设计合理，谐波效果好、保护齐全、工作稳定可靠等特点。
二、技术参数安装地点: 室内，靠墙或离墙(室外)连接方式: 电缆或母线每柜回路数: 3(常用)、4、5、6额定电压: 400V、525V、660V、6KV、10KV、35KV额定频率: 50Hz/60Hz额定电流: 见选型表额定功率: 见选型表放电元件: 放电电阻或线圈控制电压: 220V-380V整体功耗: < 3W/kvar防护等级: IP20B冷却: 自然空冷 (风冷、水冷)工作条件: 海拔高度≤2000m环境温度+40℃~-10℃相对温度90%(+20℃)三、设计特点本装置设计贯彻国家技术经济政策，力求做到安全可靠、技术先进、经济合理和运行检修方便。
由于该产品与别的器件连接对一种或多种谐波电流提供一低阻抗通道，所以该产品容量(电容量)可能是带有小数，而承受基波电压和谐波电流也不相同，故额定电压与额定容量二值仅为用户选择参考。
用户可根据实际要求另行提出额定基波电压。
谐波电流与额定容量(电容量)。
四、用途该装置接于电力系统中，用以治理由于使用非线性设备带来的高次谐波危害，改善电能质量，也可以改善功率因数。
补偿滤波装置的主要部分◇电容器组◇滤波电抗器◇晶闸管组◇电路开关、触发电路◇断路器、接触器、隔离开关◇综合保护装置、过流、过压装置◇实时无功与谐波分析控制器主要特点◇补偿基波无功功率◇吸收谐波电流◇防止电网谐振◇改善电能质量◇组装式结构、扩展方便电网谐波治理与无功补偿方案[1][2][3][4][5]共5页五、优质电能全面解决方案动态电能质量控制装置)利用新型的电力电子、计算机和控制技术研制开发各种改善电能质量的电能质量控制装置是二十一世纪“用户电力技术”的发展方向，也是柔性交流配电系统重要的研究方向之一。
实时检测电网中非线性负载电流中的谐波分量和无功电流，然后产生与之大小相等，相位相反的电流进行实时补偿，从而实现抑制谐波、补偿无功的功能，是改善系统电流质量问题的有效装置。
通过对直流测电源的逆变产生相应的三相交流电压，通过变压器与原电网电压相串联，以补偿故障电压和正常电压之差，从而使负载端电压恒定，保证对电压敏感的电器设备的正常运行，是抑制或消除电压跌落，保证敏感负荷正常运行的有效补偿设备。
动态电能质量控制装置结合了串、并补偿的特点，具有对电压、电流质量问题统一补偿的功能，其并联部分SC-APF作用是消除谐波、补偿无功、抑制闪变和不对称，同时还调节直流侧电容两端的电压: 串联部分SC-DVR不但可以进行谐波无功补偿，还可以抑制电压跌落等动态电能质量问题全面解决方案，提高供电的可靠性。
技术术语谐波：频率为基波率f,整数倍的正弦电量fv。
谐波次数V：谐波频率与基波频率的比值，V=fv/ff。
移相角φ：电压和电流过零点时的相关角度。
功率因数cosφ：有功功率和视在功率的比值。
畸变系数：各次谐波电压的向量和与基波电压的比值。
畸变电压：谐波电流在电网阻抗上产生的电压降。
滤波器品质因数：在谐振频率下滤波回路有功电阻与无功电阻的比值(Q=Z/R)。
滤波度：滤波回路吸收的谐波电流与谐波源产生谐波电流的比值。
滤波回路：电容器和电抗器形成的串联回路，其谐振频率与某次谐波的频率相一致。
脉动数：变流器在一个电网周期内换向的次数。
电网谐波治理与无功补偿方案[1][2][3][4][5]共5页变频器专BUF-X型用滤波器六、滤波的回路选择首先求出补偿所需的无功功率，然后根据谐滤源特性或计算结果确定滤波回路的数量，表一给出了不同谐波电流含量时所需的电容器基波容量。
设定值为交流负载自然功率因数。
cosφ=0.76变流器负载自然功率因数cosφ=0.8补偿后功率因数提高到cosφ=0.95。
七、结构及外形尺寸柜体采用国际标准型材组装，螺栓连接，美观坚固，分合方便。
也可根据用户要求，配用NLK或GCK等拒体。
每柜最多可安装二个滤波回路，电缆或母线连接，如果多个同频率滤波回路并联，采用并联接触器连接。
以便平衡两个回路的电流分配。
(见图1，250Hz回路)各滤波回路的投切采用按钮操作，信号灯显示工作状态。
投入时操作顺序为从低次向高次，切除顺序为从高次向低次，各回路设有闭锁电路，防止错误操作。
滤波柜为自然空冷，如果安装地点环境温度较高，可配置风扇。
放电线圈可在电容器切除后30s内，将端电压降低到50V以下。
注: 对于特大容量滤波器，也可以设计成组装框架结构。
八、技术要求该装置根据电力系统和用电设备情况系统主接线及设备参数、电网参数(电压、频率变化、电压不平衡度)，系统最大与最小短路容量、负荷特性、谐波源特性、系统“背景”、谐波水平、无功补偿要求等及治理后达到的电能质量，通过分析计算来确定各高次谐波通道及电气参数，然后进行特殊设计制造。
也就是说每一套成套装置都是针对某一用户的特殊产品。
九、无功功率与谐波当电网电压为正弦波形，并且电压和电流同相时，电阻性电气设备从电网吸收的功率P 等于电压U和电流I的乘积，即P=U x I电阻性电气设备包括白炽灯、电热器等。
电动机和变压器运行时需要建立磁场，这部分能量不能转化为有功功率，因此称之为无功功率Q。
由于线圈电感的作用使电压和电流过零点发生变化，电流滞后电压一个角度φ。
在选择变配电设备时应按视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和。
无功功率的转输加重电网的负担，使电网损耗增加，因此需要对其进行就近或就地补偿，而并联电容器可以补偿或平衡电气设备的感性无功功率，当容性无功功率Qc等于感性无功功率Q时，电网只转输有功功率P。
根据国家有关规定，高压用户功率因数应达到0.9以上，低压用户功率因数应达到0.85以上。
电网的功率平衡关系见(图2)。
电网谐波治理与无功补偿方案[1][2][3][4][5]共5页功率因数为有功功率和视在功率的比值cosφ=p/s无功功率为：QL= S2-P2如果选择电容器功率QC=QL则功率因数为1。
实际工程中应根据负荷情况和当地供电部门的要求，确定补偿后应达到的功率因数值，然后计算电容器安装容量:QC=P(tanφ-tanφ)谐波电流如果用户安装有晶闸管变流器设备。
则会产生以下问题:1)变流器需要感性无功功率2)向电网注入谐波电流由于变流器的控制角α的作用,使用电流和电压发生相位移，形成感性无功功率O，最大值为变流器的额定功率(图3)。
变流器除了需要无功功率外，还向电网注入谐波电流，其频率由变流电路的脉动数(即一个电网周期内的换向次数)决定，例如最常用的三相桥式电路，其脉动数P=6。
通过对变流器网侧电流进行傅立叶分解，除了含有基波电流外，还含有一系列的谐波电流。
(图4)特征谐波电流的次数为: Array V=P·K±1(V=fv/fI)fv: 谐波频率fI: 基波频率(50Hz)P: 变流器脉动数K: 正整数(1、2、3…)谐波电流在电网阻抗上产生同频率的电压降，并叠加在基波正弦电压上，使电网电压发生畸变。
(图5)在接有谐波源负载的电网上直接连接电容器，会出现其它方面的问题。
因为电容器容抗和电网阻抗形成一个并联谐振回路，在谐振频率下其阻抗达到很高的数值，如果谐波电流频率与并联谐振频率相同或接近，则导致产生很高的电压降，电网和电容器支路流过很大的谐波电流，其数值甚至达到电网原有谐波电流的数十倍，称为谐波放大。
谐波放大可导致电器设备(尤其是电容器)的损坏(图6)电网谐波治理与无功补偿方案[1][2][3][4][5]共5页为了避免谐振现象，需要在电容器支路中串联电抗器，以形成串联谐波频率回路，谐振频率在电网最低次谐波频率以下，通常电抗器阻抗约电容器容抗的6~7%。
这种电容器串联电抗的回路称为失谐滤波回路，主要用于防止谐振，保护电容器，只吸收少部分的谐波电流。
如果变流器功率大于总功率的30%，或者电网谐波含量超过有关标准规定的极限值，则需要设置调谐式滤波器。
调谐式滤波器的设计原理是在特征次谐波频率下，使电抗器的阻抗等于电容器的容抗。
即: VXL1=XC1/V此时回路阻抗接近于0，以便吸收有关谐波。
一般针对5、7、11和13次谐波设置滤波回路，滤波器的频率阻抗曲线见图7。
滤波效果取决于回路的调谐精度和品质因数，以及电网的短路阻抗。
滤波器除了吸收谐波外，还提供基波容性无功功率(图8)。
调谐式滤波器的主要特点：补偿基波无功功率吸收谐波电流防止电网谐振电力网电压正弦波形畸变率限值(相电压%)注入公共连接点的谐波电流允许值。