谐波对电容器组的影响及其抑制

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并联电容器与谐波的相互影响及解决措施

变电站综合自动化的实现需要远动、护、信、电管理等多保通变
个专业间的协作配合，电网调度自动化的每一个子系统都应该服从
其件的损坏。解决抗干扰问题，先在选择通信媒介时可以优先选用于总设计要求，自动化系统的配置和功能也要能保证电网的安全首和经济运行，样才能达到变电站综合自动化运行的目的。这光纤，微机保护还可以从软硬件方面着手来实施抗干扰措施：硬件
电力系统稳定运行。容器。
１谐波对电容器的影响
在谐波电压作用下，电容器会产生附加的功率损耗，以绝由于所
效值，加大温升，从而减短电容器的使用寿命，直至损坏电容器。
２并联电容器对谐波的影响
在电力系统中，作为无功补偿装置并联电容器得到了广泛的系统及其他电气设备造成危害，也可能使电容器在谐波过电压作
关键词：电力系统：并联电容器：波放大；谐电抗器
随着电力电子技术的迅速发展，大功率电力电子设备的广泛１时可连续运行。电容器对谐波次数和谐波电压畸变率的改变．３应用使大量谐波注入电网，在影响电能质量的同时也给相应的电相当敏感，系统发生谐振时，电容器可能产生较大过负荷电流，损
甚使力的判断标准：在电压有效值不超过１１，电流有效值不超过变系统谐波阻抗的频率特性，至可能与系统发生并联谐振，等．

谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法

谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。

关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。

1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。

2.谐波可以通过电网传导到其他的电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。

3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。

4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。

5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。

2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。

这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。

用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。

(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法，也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。

其主要方法有以下几种：1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。

这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。

2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。

3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。

电力系统并联电容器工作时谐波影响分析

Ｐ＝Ｕ２
ｌ
‘２２＝＝￣藤压１＝＋
ｎ＝２ｎ＝２＝２
㈥
式中，为ｎ次谐波电容器容抗值，为基波电容器容抗值，，为通过电容器的基波电流值。电容器输出无功容量Ｑ为：
ａｔ＋￣８ｃｇ
．
ａｍｐｉｉａｉｅｆｅｃｌｆｃｔｏｎｆｃｔａｕｓｂｅｄｙｓｈｕｎｔｃａｃｔｒｗｅａａｐｉｏｓｒｅｎａｌｙｚｃｓｄ，ｅｖｅｒｌｍｅｈｏｄｓｆｒｅｓｒｉｎｇｈａｒａｔｏｒｔａｎｉｍｏｆｈａｒｍｏｃｔｓｎｉｓｏｈｕｎｔｃａｃｉｏｐａｔｒｓｗｅｒｇｉｅｖｅｎ．
∑，２２Ｕ
（１）
：Ｉ＋（Ａ。＋（－．－＝（＋（）（）ｃｕ）ｎＩ）１ｈ，４
式中，电容器上的基波电压，，电容器上的１谐波电为为２次
通过式（）４可以看出，电网存在谐波时，２～（）当电容电流有效压。值和电容器输出无功容量的增长比电压有效值的增长要快，当谐由于谐波的影响，电容器介质中附加了有功损耗为ｎ，波次数较高时，种情况将更为明显。网中的谐波电流以５、这电次７ｌ次１３其以当谐波含量较高，波电流增大时，谐电容器的损耗功率加大，致电容次、１、次为主，他次的谐波则相对较小。系统中仅包含基导次谐波电压为例，设基波电压等于电容器的额定电压假器发热，缘老化。绝绝缘介质的工作温度每升高８， ℃ 其寿命就减低一波电压和５５谐波电压畸变率为２％，次０由式（）（）算可知电容器电压有２，３计半ｌ。２因此当谐波电流和电压存在时，Ｊ会缩短电容器的使用寿命。效值为１００．２但通过电容器的电流有效值达１４１，系统包．４。若１．谐波导致电容器过电流和过负荷２次０电容电压有效值仍为当电力系统电压波形有畸变时，以对一个周期的波形进行含基波电压和７畸变率为２％的谐波电压，可

浅谈电网谐波对电容器的影响及其抑制技术

１谐波对电容器的影响机理谐波对电容器的影响其主要过程如下：由于电容器回路是一个Ｌ回ｃ路，谐波参数接近或达到谐波谐振条件时，容易产生谐振，造成谐波放大，使电流增大和电压升高，一般情况下，互相电力电子装置的谐波所注入系统的谐波电流会放大１ — 倍。在电力系统中，受电网高次谐波影．３５响最大的是并联电容器。谐波危害电容器的机理，主要是电效应，热效应，机械效应绝缘效应等四个方而。１１电效应．电容器的老化类似于有机绝缘电老化的一般规律，其老化寿命会随工作电压ｕ的升高而急剧下降。谐波电压和容易使电容器受到的峰值电压升高，最不利的情况是谐波和基波电压峰值的叠加。由于谐波电压和局部电压的叠加时使电压波形增多了起伏曲折，向增加每个周期中放倾电的次数，相应增加了每个周期中局部放电的功率，使电子和离子的加速直接撞击介质，固体和液体介质就会因此而使分解产生的臭氧和氮的氧化物等气体增加，使介质受到化学腐蚀，介损增大，产生局部过使
。
科技与生活
２０第期０年７１
电子科学
１１
浅谈电网谐波对电容器的影响及其抑制技术
周健
（河北省秦皇岛市浅野水泥有限公司，河北秦皇岛０６２６３６）
摘要对电力系统中的凿波源与电容器问的相互作用的问题作分析，并对抑制谐波的方法和技术进行详细的介绍。关键词谐波；无功补偿；电容器；寿命；动态无功补偿中图分类号Ｔ５文献标识码ＡＭ３文章编号１７ —６１（ｌ）４—０Ｏ６３９７一２０１０１－１００１

浅析谐波产生的原因-影响及抑制措施

浅析谐波产生的原因\影响及抑制措施摘要：随着高科技的飞速发展，各种新型用电设备也不断地问世和使用，致使产生的高次谐波越来越多。

而电力系统受到谐波影响后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。

本文主要对谐波的产生与危害进行分析，并对店里系统抑制谐波的措施进行探讨，从而保证供电质量。

关键词：谐波；产生原因；影响；抑制措施一、谐波的概念谐波是指对周期性交流分量进行傅立叶级数分解，得到的频率为基波频率大于1整数倍的分量。

通俗地说谐波是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍。

二、谐波的产生（一）以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备（整换流装置、变频器）、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备、电力机车、家用电器等，它们大量的用于化工、电气铁道，冶金，矿山等共矿企业以及各式各样的家用电器中。

（二）具有铁磁饱和特性设备，如变压器、电抗器等；变压器中的谐波电流是由励磁回路的非线性引起的，正常情况下，所加电压为额定电压，铁芯工作在线性范围内，谐波电流含量不大，但在轻载时电压升高，铁芯工作在饱和区，此时谐波电流就会大大增加。

在变压器正常工作过程中，如果有暂态扰动、负载剧烈变化都会产生大量谐波。

三、谐波的危害一般来讲，具有非线性特性或者对电流进行周期性开闭的电气设备对容量相对较大的电力系统影响不很明显，而对容量小的系统，谐波产生的干扰就不可忽视，谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，给周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。

谐波污染对电力系统的危害严重性主要表现在：(一）对供电线路的影响谐波对供电线路产生了附加谐波损耗。

由于集肤效应和邻近效应，使线路电阻随频率增加而提高，造成电能的浪费；由于中性线正常时流过电流很小，故其导线较细，当大量的三次谐波电流流过中性线时，会使导线过热、绝缘老化、寿命缩短、损坏甚至发生火灾。

抑制谐波影响的并联电容器装置参数优化方法

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谐波对并联电容器组的影响及抑制方法

随着电力系统的发展，大功率电力电子装置的投入会在电网中产生大量的谐波电压和谐波电流，这对
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２０１３年９月２５日第３（）卷第５期
ＴｅｌｅｃｏｍＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｅｐ．２５，２０１３，Ｖｏ１．３（）Ｎｏ．５
文章编号：１００９ — ３６６４（２０１３）０５ — ００１６ — ０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｎｄｅｎｓｅｒｇｒｏｕｐｉｓｔｈｅｃｏｍｍｏｎｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｉｎｐｏｗｅｒｇｒｉｄ，ａｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｓｂｒｉｎｇｈｕｇｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｃｏｎｄｅｎｓｅｒｇｒｏｕｐ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｐａｒａｌｌｅｌｒｅｓｏｎａｎｃｅａｎｄｈａｍｏｒｎｉｃａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｄｈａｍｏｒｎｉｃｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｐｌａｎ，ｔｈａｔｉｓｒｅａｃｔａｎｃｅｒａｔｉ — Ｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｖｉｄｅｄａｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｌｌｅｌｃａｐａｃｉｔｏｒｇｒｏｕｐ．

论电网系统中谐波产生＼危害及抑制方法

论电网系统中谐波产生＼危害及抑制方法随着我国工业的发展，对电力系统要求越来越高，由于各种非线性负载（谐波源）应用普及，产生的谐波对电网的污染日益严重。

因此，谐波及其抑制技术己成为国内外广泛关注的课题。

通过分析谐波产生的原因，进一步分析谐波的危害，最终提出相应的应对方法和综合治理建议。

标签：电力系统;谐波;治理1 谐波产生1.1 电源本身谐波由于发电机制造工艺的问题，致使电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波，因此，产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势，即所产生的电流稍偏离正弦电流。

当然，几个这样的电源并网时，总电源的电流也将偏离正弦波。

1.2 由非线性负载所致1.2.1 非线性负载谐波产生的另一个原因是由于非线性负载。

当电流流经线性负载时，负载上电流与施加电压呈线性关系；而电流流经非线性负载时，则负载上电流为非正弦电波，即产生了谐波。

1.2.2 主要非线性负载装置（1）开关电源的高次谐波。

开关电源由五部分组成：一次整流、开关振荡回路、二次整流、负载和控制，这几个部分产生的噪声不完全一样。

这几种干扰可以通过电源线等产生辐射干扰，也可以通过电源产生传导干扰。

（2）变压器空载合闸涌流产生谐波。

铁心中磁通变化时，会产生8~15倍额定电流的涌流，由于线圈电阻的存在，变压器空载合闸涌流一般经过几个周波即可达到稳定。

所产生的励磁涌流所含的谐波成份以３次谐波为主。

（3）单相电容器组开断时的瞬态过电压干扰。

电力电子调速系统普遍应用于工业中改进电机效率及灵活性设备，调速装置内电力电子器件对过电压特别敏感，因此线路中瞬态过电压会造成调速系统的过电压保护误跳闸。

由于与中压母线相连的电容器要经常操作，这意味着调速系统误跳闸事故会经常发生。

（4）电压互感器铁磁谐振过电压。

在我国10KV、35KV等级的中性点不接地配电网中，为了监视对地绝缘，一般采用三相五柱式电压互感器。

在正常情况下，三相对地电压是平衡的，但是由于发生单相接地故障等原因，会导致三相对地电压平衡的破坏，还有可能使电压互感器线圈电感Ｌ和系统对地电容Ｃ在参数上配合，而产生谐振过电压。

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谐波对电容器组的影响及其抑制
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（州刘国钧高等职业技术学校，苏常州２３１）常江１０４
摘要：电力电子设备的大量应用成为电力系统主要的谐波源，电力公司为提高功率因数而配置的电容器组对谐波非常敏感，而本文分析了谐波对电力系统的影响，而讨论对电容器组的损害，进并针对电容器组提出了抑制谐波的方法及电抗器电抗选择。
器成为谐波的吸悦。同时，谐波电压产生大电流会引起电容器熔丝熔断。（）２谐波往往使介质损耗增加，其直接后果是额外的发热和寿命缩短；（）３电容器和电源电感结合构成并联谐振电路，在谐振时，波被放大，终的电压会大谐最大高于电压额定值并导致电容器损坏。四、电容器组谐波抑制谐波抑制，就是通过使用无源滤波器来有效地减小谐波。般地，无源滤波器由电容器和电抗器串联而成，调谐在某个特定谐波频率，并滤波器对其所调谐的谐波来说是 —个低阻抗的 “ 陷井” ，理论上，波器在其调谐频率处阻抗为零，滤因此可吸收掉要滤除的谐波。基频表达式为：１．ｓ＝ｏｖｔ￣。Ｐ１ ÷ｗｃ／，ｃ０ｏ当电容器组被设计来滤除某一谐波时，只当有谐波时，的介质损耗会增加。总要采用一个调谐电抗器，并使其在调谐频率下三、波对电容器组的影响谐的感陛电抗值等于电容器的容性电抗值。滤除电容器及其串联电抗器是一种对谐波极为的谐波次数可用下式表示：敏感的电气设备，容抗或电抗随频率的变化其而变化。当存在谐波时，电容器组回路电压电流增长的更快，特别是含有高次谐波时，电流增ｈ一调谐次数，或需要滤除的｛波次数；皆长更为迅速。因此电力系统中，受谐波影响而造疗一调谐频率ｈｏｆ；成电容器及其电抗器可能因过电流、电压，过或广－基频下的电容器电抗； — 长期过热使绝缘损坏或寿命缩短，引发故障的广．基频下的电抗器电抗。问题时有发生。据统计，由于谐波而损坏的电上式说明，当电抗器电抗＝．０４时＝０气设备中，电容器约占４％，串联电抗器占００，、胁＝５明电容器组与电抗．０／说３％，其它因谐波而损坏的电气设备与电容器０器构成的是—个５次谐波滤波器。也有很大关系。若要构成—个三次谐波的滤波器时，电则谐波对电容器组的影响有以下几种方式：ＸＦ１Ｘｄ１（）１电容器由于睹波电流而过载，因为电容抗器电抗：孚＝
论研究表明：有谐波时的总磁滞损耗比基波时磁滞损耗是增加的。总涡流损耗比基波时的涡流损耗是增加的，并且由谐波引起的涡流损耗增加超过由谐波引起的磁滞损耗增加。综上所述，谐波导致损耗增加和设备寿命缩短，三倍数次谐波即使在负载平衡的情况下也会使中线带电流并此电流有可能等于甚至大于相电流。导致了要第设备降低额定值，么增加中这要线的型号。此外谐波引起的谐振也可能损坏设备，还会使灵敏设备发生误动作或元件故障。３．介质损耗介质损耗是电容器中或电缆中常见的损耗。电容器组是非理想电流器，电流与电压的相位差为 ‘损耗角为８且＝，质损耗的ｐ，，９介
电容器组，因为提高功率因数运行可以降低设备所需的额定值以及线路损耗和电压降，从而减少对电压调节设备的需求。但电容器与上述电子设备相互作用导致了电压和电流的放大效应。电感和电容元件参数匹配相近时，就会发生电感和电容的谐振。无论是串联谐振，还是并联谐振，都会在电感和电容中产生过电压和过电流；使其绝缘和导电回路过热、。因此，损坏谐波的最大危害是产生谐振过电压和过电流。二、波畸变对电力系统的影响谐谐波会增加设备的铜耗、铁耗和介质损耗进而加剧设备的热应力。
关键词：波；容器组谐电１问题提出近年来电子工业迅猛发展诞生了一批精密设备，工业界为提高系统的可靠性和效率而广泛使用电力电子变流器，这些精密设备一方面对电力系统供给的电能质量更加敏感，一方面又导致交流电流和电压稳态波形的畸变成为电网中主要谐波源，向电力系统注人大量谐波电流，电网的电压波形畸变。导致城市供电系统中的谐波问题越来越受到重视。电力公司为改善功率因数而大量增加使用
１．铜耗如果忽略集肤效应，由谐波引起的铜耗增加的标幺值决定于电流畸变因数或者电压畸变因数，因为在纯电阻晴下电流畸变因数和电况压畸变因数是相同的。２．铁耗所谓铁耗是发生在铁心中的损耗，该铁心要么被外加励磁而磁化，要么在磁场中旋转。铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗，它导致效率降低、铁温度升高，而限制了输出功率的提高。器的电抗随着频率的增大而减小，这使得电容从理