谐波滤波及无功补偿系统的应用
谐波抑制和无功功率补偿
谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中，谐波抑制和无功功率补偿是两个重要的问题。
谐波是指电力系统中频率为基波频率的整数倍的波动，它会导致电力系统中的电压和电流失真，对设备和电网的正常运行造成不利影响。
无功功率则是指电力系统中的无功电流和无功电压，它不参与能量传输，但却会造成电网的负荷不平衡和电压波动。
因此，谐波抑制和无功功率补偿是电力系统中必须解决的问题。
谐波抑制是指通过采取一系列措施来减小电力系统中的谐波含量，保证电力系统的正常运行。
谐波抑制的方法有很多种，其中最常见的是使用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种能够选择性地滤除谐波成分的装置，它通过选择合适的滤波器参数和安装位置，将谐波电流引导到滤波器中，从而减小谐波对电力系统的影响。
此外，还可以采用谐波抑制变压器、谐波抑制电容器等设备来实现谐波抑制。
无功功率补偿是指通过采取一系列措施来消除电力系统中的无功功率，保证电力系统的负荷平衡和电压稳定。
无功功率补偿的方法有很多种，其中最常见的是使用无功补偿装置。
无功补偿装置可以根据电力系统的负荷情况，自动调节无功功率的大小和方向，从而实现电力系统的负荷平衡和电压稳定。
此外，还可以采用无功补偿电容器、无功补偿电抗器等设备来实现无功功率补偿。
谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中的应用非常广泛。
首先，它们可以提高电力系统的供电质量。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真，影响电力设备的正常运行。
通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施，可以减小电力系统中的谐波含量和无功功率，提高电力系统的供电质量。
其次，谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的能效。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡，降低电力系统的能效。
通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施，可以减小电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡，提高电力系统的能效。
最后，谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的稳定性。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真，影响电力系统的稳定性。
无功补偿对电力系统电能损耗的影响
无功补偿对电力系统电能损耗的影响在电力系统中，无功补偿是一种重要的技术手段，用于改善系统的功率因数和电压稳定性。
然而，无功补偿也会对电能损耗产生一定的影响。
本文将探讨无功补偿对电力系统电能损耗的影响，并分析如何减小这种影响。
一、无功补偿的作用无功补偿是指在电力系统中通过对无功功率进行调节，使系统的功率因数达到要求的一种技术手段。
通过补偿电网中出现的感性或容性无功功率，无功补偿可以提高电力系统的有功功率利用率，提高系统的功率因数。
此外，无功补偿还可以改善电网的电压品质，保持电压稳定。
二、无功补偿对电能损耗的影响1. 线路损耗增加无功补偿设备引入电力系统后，会产生一定的损耗，从而增加了系统的线路损耗。
这是因为补偿设备本身也需要消耗一定的有功功率和无功功率，并将这部分功率转化为热量散失。
这种额外的功率消耗会使得线路损耗略微增加。
2. 设备损耗增加电力系统中的无功补偿设备，如电容器和电抗器等，也会产生一定的额外损耗。
设备内部由于电流和电压的存在，会产生焦耳和铁耗等损耗。
这些损耗虽然相对较小，但也会导致电能损耗的增加。
3. 谐波增加无功补偿设备的引入会对电力系统中的谐波产生影响。
谐波会导致电流和电压的畸变，从而增加了线路和设备的损耗。
尤其是在无功补偿设备本身谐波产生较多的情况下，谐波的增加对电力系统的影响更为显著。
三、减小无功补偿对电能损耗的影响虽然无功补偿对于电网的稳定运行是必要的，但我们也可以采取一些措施，以减小其对电能损耗的影响。
1. 设备优化选择高效率的无功补偿设备，减小设备自身的损耗是一种有效的减小影响的方法。
可以通过合理设计和选用优质设备来降低设备损耗，从而减少电能的损耗。
2. 系统调整优化电力系统的拓扑结构和参数配置，合理分布无功补偿设备，是降低电能损耗的关键。
通过精确的计算和模拟，可以确定补偿设备的布局和容量，减小无功补偿对电能损耗的影响。
3. 谐波滤波在无功补偿设备引入的同时，配备谐波滤波器，可以有效减小无功补偿设备对谐波的产生。
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。
无功谐波混合补偿装置及有源滤波的选型与应用介绍
案例分享
现象： 无功补偿容量不够，要扩容，但配电房没有空间。
原因分析： 负载增加导致无功补偿容量不足，需要增加一台无功补偿柜，
但配电房已没有放置柜体的空间，扩大配电房不切实际，且停电 时间长会造成巨大的经济损失，只能用占地面积小、便于无功改 造的SVG无功补偿产品。 解决方案：
上图示例
SVC+APF
型号说明
ANSVG-S-A混合动态滤波补偿装置
产品展示
上图示例
SVC+SVG
型号说明
ANSVG-S-G智慧型动态无功补偿装置
产品展示
无功系列SVC、SVG-S-G、SVG对比
ANHPD谐波保护器
工作原理
ANHPD系列谐波保护器对用设备产生的随机高次谐波、 脉冲尖峰、电涌等具有抑制和吸收作用，能有效滤除电压 尖峰杂波、矫正畸变的电压波形、对噪声进行消化和吸收、 防止保护装置误跳闸、保证用电设备正常运行。
型号说明
上图示例
产品展示
SVG相对于SVC传统无功补偿的优势
SVC传统无功补偿装置 分组投切，阶梯式无功输出，易过补或欠补 极容易谐振，烧毁电容器和投切开关 电网电压、电流畸变率高时无法工作 使用寿命短，每两年需要进行一次电容更换 负载电流快速变化时无法及时响应 占地面积大，施工工作量大
SVG 无功输出连续可调，避免过补和欠补 IGBT构成的有源型补偿装置，不会谐振 补偿容量不受电网电能质量影响 正常使用下不需要维护，设计寿命十年以上 毫秒级全响应时间，适合负载快速变化场合 模块化设计和柜式安装，体积小，施工便捷
ANSVG-G-A混合动态滤波补偿装置
工作原理
混合动态滤波补偿装置在补偿无功 的同时可兼治理系统的谐波，该设备以 并联方式接入配电系统，实时监测系统 的电流分量，通过控制计算及逻辑变化， 计算出所需的无功分量及谐波分量，然 后通过三相全桥换流电路实时产生系统 所需的无功与谐波电流注入到配电系统 中，实现智能补偿，兼谐波治理。
低压谐波抑制无功补偿
低压谐波抑制无功补偿低压谐波抑制无功补偿是一种用于改善低压供电系统质量的技术手段。
低压谐波抑制无功补偿系统可以有效降低系统谐波电流含量，改善电网电压波动，提高供电质量，保障电力设备的正常运行。
在低压供电系统中，负载设备使用非线性电器会产生谐波电流。
谐波电流会导致电压波动，加剧线损，影响供电质量。
同时，大量无功功率的消耗也会导致电网的能效下降。
因此，需要采用谐波抑制和无功补偿的技术手段来解决这些问题。
谐波抑制是指通过采用谐波滤波器等设备来降低谐波电流的含量。
谐波滤波器可以选择性地滤除特定频率的谐波电流，从而降低谐波电压并减小波动。
谐波滤波器通常由电容、电感和电阻等组成，可以消除主要谐波成分，并提高系统的功率因数和功率质量。
无功补偿是指通过安装无功补偿装置来消除或降低系统中产生的无功功率。
无功补偿装置通常采用电容器或电容器组。
电容器能够提供无功电流，与负载电流相抵消，从而实现无功功率的平衡。
无功补偿装置可以有效提高电网的功率因数，降低线损，减少电网的无效功率消耗，提高系统的能效。
低压谐波抑制无功补偿系统的设计和安装需要考虑多个因素。
首先，需要对供电系统的电流和电压波形进行谐波分析，确定谐波含量和频率成分，以便正确选择并安装相应的谐波抑制和无功补偿设备。
其次，需要对系统的负载特性进行评估，了解负载设备的运行状态和谐波电流的产生机制，以便采取相应的措施来减小谐波电流的产生。
最后，需要对设备的运行和可靠性进行评估，确保系统在长期运行中具有稳定性和可靠性。
综上所述，低压谐波抑制无功补偿技术是提高低压供电系统质量的一种重要手段。
通过采用谐波滤波器和无功补偿装置，可以有效降低谐波电流的含量，改善电网电压波动，提高供电质量，保证电力设备的正常运行。
在设计和安装过程中需要综合考虑谐波特性、负载特性和设备的可靠性，以确保系统的稳定性和可靠性。
这将为低压供电系统的运行提供有力的支持。
电力系统的无功补偿与谐波治理
1．概述在供电系统中，为了节能降损、提高电压质量和电网经济运行水平，经常采用各种无功补偿装置。
近年来，配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、各种电力电子设备以及电气化铁路大量应用。
这些负荷大都具有非线性、冲击性和不平衡性的特点在运行中会产生大量谐波。
这些谐波对无功补偿装置造成了严重影响。
在供电系统中，对于某次谐波，作为无功补偿用的并联电容器若与呈感性的系统电抗发生谐振则会出现过电压而造成危害。
当无功补偿装置运行地点的谐波比较严重时，电压、电流波形会有很大畸变，电容器投切控制信号的传输就会受到影响，从而有可能引起装置的误动或拒动。
另一方面并联电容器对电网谐波的影响也很大。
若电容器容抗和系统感抗配合不当将会造成电网谐波电压和电流的严重放大，给电容器本身带来极大损伤。
可见，无功补偿与谐波治理两者关系密切。
产生谐波的装置大都是消耗基波无功功率的装置；谐波治理的装置通常也是无功补偿装置。
因此，为了寻求能同时实现无功补偿和谐波治理的装置，就必须将二者结合起来进行研究。
2．电容器无功补偿装置中的谐波问题谐波源有两种一种是谐波电流源，这些用电设备中的谐波含量取决于它自身的特性和工作状况基本上与供电系统参数无关。
另外一种是谐波电压源。
发电机在发出基波电势的同时也会有谐波电势产生，其谐波电势大小主要取决于发电机本身的结构和工作状况。
实际上，在电网中运行的发电机和变压器等电力设备，输出的谐波电势分量很小几乎可以忽略。
因此，在供电系统中存在并实际发生作用的谐波源，主要是谐波电流源。
在用并联电容器进行无功补偿的供电系统中电网以感抗为主电容器支路以容抗为主。
在工频条件下并联电容器的容抗比系统的感抗大得多，可发出无功功率对电网进行无功补偿。
但在有谐波背景的系统中大量的非线性负荷会产生大量的谐波电流注入电网，对这些谐波频率而言，电网感抗显著增加而补偿系统容抗显著减小导致谐波电流大部分流入电容器支路，若此时电容器的运行电流超过其额定电流的1.3倍，电容器将会因过流而产生故障。
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。
实际应用中谐波改善和无功补偿
浅析实际应用中的谐波改善和无功补偿【摘要】通常情况下,当线路上装设有改善功率因数用的电容器时会造成特殊问题: 在谐波频率下,电容器组及电路上的电感会形成并联共振电路,造成谐波放大,导致电压畸变,因此电容器组不适合大部分的引用场合,谐波滤波是消除电力系统谐波畸变的最佳方法,同时系统所需的无功功率而改善功率因数。
【关键词】谐波谐振谐波滤波无功补偿1、谐波产生交流电网中, 由于许多非线性电气设备的投入运行, 其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形, 而是不同程度畸变的非正弦波。
根据傅里叶级数分析, 可分解成基波分量和具有基波分量整数倍的谐波分量。
用户向公共电网注入谐波电流或在公共电网中产生谐波电压的电气设备, 统称为谐波源。
谐波主要由谐波电流源产生, 当正弦基波电压施加于非线性设备时, 设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因而发生了畸变, 由于负荷与电网相连, 故谐波电流注入到电网中, 这些设备就成为电力系统的谐波源。
电力系统中的主要谐波源可分为两类:1. 1 含半导体的非线性元件, 如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、pwm 变频器等节能和控制用的电力电子设备。
1. 2 含电弧和铁磁非线性设备的谐波源, 如荧光灯、交流电弧炉、变压器及铁磁谐振设备等。
2、谐波危害非线性电气设备产生谐波电流——这是事实甚至连隔离变压器和整流电抗都不能改变。
一方面谐波电流导致电压谐波, 另一方面, 这些谐波电流本身就是网络上一个附加的负荷, 发生谐振且谐波电流振荡放大并导致一个更高的负荷是尤其危险的。
电压畸变加在与电网连接的所有电气设备上造成电动机、变压器、开关设备和电缆的过热, 大大加速绝缘老化, 产品寿命大大降低, 有的电气设备因电压畸变会产生较强的听觉噪声, 而电压畸变灵敏的电子保护、控制和脉动控制系统, 造成动作异常, 使通信线路、信息线路产生噪声, 甚至造成故障。
谐波电流引起的电气设备及配电线路过载导致短路, 甚至引发火灾的事件屡有发生。
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[ Abstract] B ased on the Problem of Humorous and power factor in W IS CO 6 kV bus, starting from p ractical engineering, the text designed a set of har monic filter and VAR compensation system. The harmonic influence was elim inated and the power factor was increased. [ Key words] har monic; filter; power factor
M714. 3 [文献标识码 ] A [文章编号 ] 1006 2 3986 (2005) 01 2 0024 2 02 [中图分类号 ] T
Applica tion of Harm on ic F ilter and VAR Com pen sa tion System
LI U Hui2kang , YAN G X ian 2zhao
2
辊改造后为 12 脉动容量为 2 500 kW , 立辊励磁容 量为 250 kW 。改造后会产生 5、 7、 11 次谐波 。其中
5次 、 7次 、 11 次谐波电流有效值如下 :
I5 r = KI5 I5 = 1 ×1 / 5 I1 + 0. 3 ×1 / 5 I1 KI5 为 5 次谐波电流修正系数 , I1 为 6 脉冲基波
I1 =
1
Pm6 KX
3U co s<
其中 Pm6 为 6 脉动总容量为 4 950 kW , KX =
0. 6, U = 6 kV , co s< 取 0. 95,则
I1 = I1 =
2 1
Pm6 KX
3U co s<
Pm12 KX
=
4 950 ×0. 6 3 ×6 ×0. 95
= 301 A
1 1 2
×301 + 0. 3 ×1 / 5 ×365 = 82. 1 A
I7 r = 1 ×1 / 7 I1 + 0. 3 × 1 / 7 I1 = 1 ×1 / 7 ×301 + 0. 3 ×1 / 7 ×365 = 58. 6 A I11 r = KI11 I13 = 0. 75 × ( 8 200 + 2 500 + 250 ) × 0. 6
所以带负载时 ,谐波与无功是同时发生的 ,因此有必 要同时考虑补偿 ,一般设计高次谐波滤波器的同时 应计算其无功补偿容量 ,使两者协调起来设计 ,达到 无功补偿和谐波滤波同时满足电网补偿要求的目 的。
C =
Q 400 = = 55. 3 μF 2 2 Uω 4. 8 ×314 n 2 ( U / 3 ) = 314 ×3 ×55. 3 × n - 1
3U co s<
1 谐波问题引出
舞阳钢铁公司轧钢厂在改造之前 , 根据统计 6
kV 母线的最大短路容量为 S d max = 82 MVA ,最小短
其中 Pm12 为 12 脉动总容量为 6 000 kW , KX =
0. 6, U = 6 kV , co s< 取 0. 95,则
I1 =
2
第 29 卷第 1 期 2005 年 2 月
. 29 No. 1 湖 北 电 力 Vol Feb. 2005
谐波滤波及无功补偿系统的应用
刘惠康 ,杨贤昭
(武汉科技大学信息科学与工程学院 , 湖北 武汉 430081 )
[摘 要 ] 基于舞阳钢铁公司 6 kV 母线上的谐波及功率因数问题 , 从工程实际出发 ,设计一套谐 波滤波及无功补偿系统 ,消除了谐波影响 ,提高了功率因数 。 [关键词 ] 谐波 ; 滤波 ; 功率因数
Pm12 KX
3U co s<
=
6 000 ×0. 6 3 ×6 ×0. 95
1
= 365 A
路容量 S d m in = 78 MVA。原改造整流设备容量为
8 200 kW ,其中 12 脉动全控桥容量为 3 500 kW 。立
则 5、 7、 11 次谐波电流分别为 :
I5 r = KI5 I5 = 1 × 1 / 5 I1 + 0. 3 × 1 / 5 I1 = 1 × 1 /5
1 2
电流有效值 , I 为 12 脉冲基波电流有效值 。
[收稿日期 ] 2004 2 11 2 29 [作者简介 ] 刘惠康 ( 1963 - ) , 男 , 湖南涟源人 , 硕士 , 副教
2
3 ×6 ×0. 95
= 49. 9 A
均远远超过国家允许用户注入电网的谐波电 流 。而谐波的实际测量值 5、 7 分别为 86 A、 20 A。
为了保证设备的正常运行和可靠供电 , 减少谐 波对电网的污染 ,改善设备的运行条件 ,根据我国有 关电网电压质量的标准规定 , 以及目前国内外在谐 波治理方面的研究成果 , 本设计采用滤波兼补偿基 波无功功率的方式 , 针对整流装置产生的特征谐波 分别装设滤波回路 ,吸收谐波电流 。同时 ,也起到补 偿基波无功功率的作用 ,提高电网的功率因数 ,给用 户带来节能效益 。
2 2 2 2
基波容量 : ωc Q5 = 3
2 无功补偿容量的计算
轧钢厂 6 kV 母线变压器容量为 12 500 kVA ,取 消同步机后 ,母线上共有 12 000 kW 整流装置 ,负荷 系数按 α = 0. 7, 功率因素按 co s< = 0. 8 计算 。 P = 12 500 × 0. 7 = 8 750 kW Q = P tg<1 = 8 750 × 0. 75 = 6 125 kvar 按最小负荷 α . 3 计算 , 补偿电容容量 Q P m in = 0 不过补 。 Qm in - Q P ≥ 0, Qm in = α 12 m in P tg<1 = 0. 3 ×
11 次谐波的实际测量值很小 。
授 ; 杨贤昭 ( 1978 - ) , 男 , 湖北孝感人 , 硕士 , 助教 。
高次谐波与负荷相关 ,它随着电流增大而增大 ,
・24・
Vol . 29 No. 1 Feb. 2005
29 卷第 1 期 湖 北 电 力 第2005 年 2月