高次谐波影响下无功补偿分析
无功补偿及谐波治理基础知识讲解
提升机、风力发电等
无功补偿基础知识
❖※静止无功发生器 (SVG)
❖ ★工作原理
❖ 将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。 电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分， 其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。
无功补偿基础知识
❖1、功率、功率因数
▪ 在电网中，功率分为有功功率、无功功率和 视在功率。交流电网中，由于有阻抗和电抗 （感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送 到电器的电功率并不完全做功。因为，其中 有一部分电功率（电感和电容所储的电能） 仍能回输到电网，因此，凡实际为电器（电 阻性质）所吸收的电功率叫有功功率。电感 和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分 功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不 消耗，称为无功功率。
无功补偿基础知识
❖3、产品特点： ❖ 实时跟踪、动态补偿 ❖ 编码投切、分级补偿 ❖ 控制方式灵活 ❖ 真空接触器投切电容器 ❖ 智能监控
无功补偿基础知识
4、工作原理图
CT
PT
备 用
电
源AC220V
5、安装方式： 户内柜式
控制器 保护单元
户外箱变式
无功补偿基础知识
❖ ※调压调容型变电站无功自动补偿设备：
无功补偿基础知识
P+jQ
PL+jQL
系统
-jQC
负载
无功补偿原理图
功率平衡： P jQ PL jQ L - jQ C PL j ( Q L - Q C )
P PL
Q QL - QC
cos cos tg - 1 ( Q )
P 当 Q L Q C时 :
电网谐波与无功功率的综合治理分析
柳 州五菱 柳机 动力有 限公 司的两 台中频 电炉 （ 分别 为 １
号炉 和 ２号炉 ）两 台中频炉 额定 容量均为 （ ５ ６＋ ５ ６ ｋ ， １０ １ ０ ） Ｗ， 整流变 双绕 组输 出分别 为 Ｙ接 接 ， 成 １ 组 ２脉波整 流器。 中频
炉 的接 线 图 如 图 １ 示 。 所
气设 备的安全经 济运行 ， 采用 由有 源电力滤波 器和 高通滤波 器组 成的动 态谐 波治理 和无功补偿 综合解 决的方 法， 负载并联使 用； 与 从 而 对谐 波和无功 同时进 行动 态跟踪补偿 。此次 实践 ， 实现 了高电压 、 大电流的混合 式有源滤波 ， 高 了能源利 用率 ， 提 确保 了电网和 电气
ｌ 撑中额炉 进线 ｌ ０ｋ ｖ 中频炉进线 ｌ ｖ ０ｋ
（） １ 整流器与整流设备 ；
（） ２ 影视 设备 ， Ｖ监视器等 ； Ｔ （） ３ 办公 类设 备 ， 如计 算机 、 印机 、 复 打印机 、 传真机等 ； （） Ｐ ４ ｕ ｓ电源 系统 、 电梯 ； （ ）电子控 制照明装置 ， ５ 如调光 、 电子荧光灯整 流器等 ； （） ６ 空调 、 微波炉 ， 尤其是变频调 速装 置 ； 可变频驱动装 置 则产生 以 ５ ７次谐 波最为显著 ，三相供 电有 ６个脉 冲桥式 可 、 控硅整流器 的 Ｕ Ｓ电源 ， Ｐ 则没有 ３ 谐波 ， 次 而以 ５ ７次谐波最 、 为显 著 ， 三相 供 电有 １ ２脉冲 可控硅 整流 器时 ， 么 １ 、３次 那 １１
波形的 电压 ， 在实际 中， 电电压的波形会 由于某 些原 因而 但 供 偏离正弦波形 ， 即产生谐波 。我 们所说 的供 电系统 中 的谐 波 ， 是指一些频率 为基 波频率 （ 在我 国取 工业用 电频率 ５ Ｈ 为基 ０ｚ 波频率 ） 整数倍 的正弦波分量 ， 又称 为高次谐波 。在供 电系统
对电动机进行无功补偿应注意谐波危害
电动 机 进 行 无 功 补 偿 具 有 增 容 、 能 、 节 提
越 来 越 多 ， 时 ， 疑 电 容 器 质 量 不 良 ， 更 当 怀 就
换 了电容 器 ， 更 换后 ， 出现 同样 问题 ， 但 仍 有 关 方 面 才 怀 疑 是 否 存 在 其 他 原 因 ， 我 们 提 向
出咨询 。
Ｊ ＡＮＧ ｕ — ｉｎ １ Ｊ ｎ ｘａ ｇ
（ ｈ ｉ ｅ ｔｉ ｏ ｒＴｅ ｔ ａ ｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓ ｉｕ ｅ Ａｎ ｕ ｃ ｒ Ｐ ｗｅ ｓ ｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｔ ，Ｈｅ ｅ ，Ａｎ ｕ ３ ０ ２ ） Ｅｌ ｃ ｔ ｆｉ ｈ ｉ２ ０ ２ ） Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｈ ｒ ｃ ｉ ｌ ｎ ｔ ｎ ｅ ｎ ｉａ ｅ ｔ ａ ｗｈ ｎ ｈ ｖ ｒ ｃ ｍ ｐ ｎ ａ ｉ ｎ ｓ ｓｒ ｃ ： ａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｅ ｐ ａ ｔａ ｉ ｓ ａ ｃ ｉ ｄ ｃ ｔ ｓ ｈ ｔ ｅ ｔ ｅ ａ ｏ ｅ ｓ ｔ ｉ ｏ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｏ ｏ ｓ ａ ａ ｉｏ ｓ ｗｉ ｒ ｂ ｂ ｙ ｂ ａ ａ ｅ ｎ ａ ａ ｌ ｔ ｇ ｙ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｆ ｉ ｇ ｐ ｌ Ｏ ｍ ｔ ｒ ，ｃ ｐ ｃｔ ｒ ｌ ｐ ｏ ａ ｌ ｅ ｄ ｍ ｇ ｄ ｉ ｎ ｅ ｒｙ ｓ ａ ｅ ｂ ｈ ｇ ｉｙ ｎ ｅ ｌ
ｏｆｔ ｅ ｈ ｍｏｎ ｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｂｙ ｔ ｈ ａｒ ｉ ｓｇｅ ｅ ａ ｅ ｈｅ ｍｏｔ ｓ ｏｒ ．
Ｋ ｅ ｗｏｒ ｙ ｄｓ：Ｍ ｏ ｏ Ｖ ａ ｏｍ ｐｅ ａ ｉ ｎ； ｔ ｒ； ｒｃ ｎｓ ｔｏ Ｈ ａ ｍ ｏｎｉｓ； ｒ ｃ
三相 交流异 步 电动 机具 有一 系列 优点 ，
２０ ０ ２年
第 ３期
对 电 动 机 进 行 无 功 补 偿 应 注 意 谐 波 危 害
高次谐波对供电系统的危害及消除措施
高次谐波对供电系统的危害及消除措施摘要：现阶段提高供电质量和可靠性成为目前电力企业工作的重点。
在电力电子技术的推动之下，各种各样的供电设备出现在人们的视野中，这就导致高次谐波影响变得越来越广泛。
文章主要分析了高次谐波出现的原因，阐述高次谐波对供电系统产生的危害，最后提出了有效的消除措施。
关键词：高次谐波；供电系统；危害；消除措施高次谐波的出现不仅会影响供电系统，而且还会加速设备绝缘老化，也会对自动化装置以及通讯设施的正常运行产生影响。
主要是由于供电系统在运作过程中，变频器产生的高次谐波会增加电力系统的耗能，导致电机出现发热现象，从而严重影响整个供电系统找稳定性和安全性，不仅会降低供电系统的使用效果，而且还会给电力工作人员带来诸多不便，面对高次谐波对供电系统产生的干扰，人员要尽快的找到解决方案，保障电力系统平稳运作，从而提高电力供应质量。
1高次谐波出现的原因常见的谐波源主要有三类，稳态性谐波、动态性谐波以及暂态性谐波，不管是发电机、变压器还是发动机等电力设备。
如果选择的参数不当，或者是结构设计、制造工艺不良，会产生大量谐波。
一般情况下，电网供电的电压波是正弦波。
如果在线性负载上增加电压，那么电流呈现出的波形几乎和电压波形一样，也是正弦波。
此种情况下，机电电流不会产生。
反之，如果在电力系统运作时，负载中含有非线性的原件。
电路不会再使用平滑的方式吸收电流，而是使用阶跃脉冲的方式。
此时的电力系统不仅会产生高次谐波，而且还会形成一种畸变电流非线性负载电路都会存在此种谐波，高次谐波会引起电力系统出现故障。
目前随着供电压力逐步增大，高次谐波的污染范围也越来越大。
在供电系统运作时加大高次谐波治理，不仅能够有效地减少导体的集肤效应，降低导体温度，而且还能够降低变压器的铁损铜损，提高通讯设备的工作环境，避免数据网络出现阻塞通信线路比特错误率也大大降低，避免出现网络瘫痪。
能够保护装置的误动作，保障精密加工设备的加工精度。
机械制造企业谐波治理与无功补偿综合解决方案
一
一
方 面 在 输 电线 路 上 产 生 谐 波 压 降 ~
，
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三誊 箸二
容抗
面 增 加 了 输 电线 路 上 的 电流 有 效 值 从 而 引 起 附 加
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污 染严重
1
。
荷 所 在线路 谐 波 污 染 严 重 功 率 因 数偏 低 和 三 相 平 衡
、
问题 其 中谐 波 污 染 和 功 率 因 数偏 低 问题 较 严 重
，
。
1 1
．
谐波污染
中频 炉 所 在 线路 变 压 器 低 压 侧 电 流 主 要 成 分 是 次谐 波 谐 波 畸 变 率高 达 3 2
，
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谐波治理与无功补偿应用案例
谐波治理与⽆功补偿应⽤案例谐波治理与⽆功补偿应⽤案例⼀、钢铁⾏业的应⽤河北某钢铁公司专业⽣产多品种的不锈钢榜、线型材，炼钢年设计产能30万吨，轧钢年设计产能45万吨，年产值逾60亿元。
公司职⼯1000余⼈，⼚区建筑⾯积6万多平⽅⽶。
⼆、电⽹状况及⽤电设备（1）1#变压器容量为16000KVA，变⽐为35KV/10KV，下带负载为2台7200KVA中频炉变和⼀台1800KVA加热炉变，中频炉运⾏产⽣的特征谐波以11、13次为主，滤波装置接⼊10KV母线。
（2）4#变压器容量为20000KVA，变⽐为35KV/10KV，主要负载为10KV母线侧2台8000KVA中频炉变和总功率为4200KW 直流轧机，滤波装置接⼊10KV母线。
三、投资效果分析1、总投资：本项⽬分2段实施，分别为1#变、4#变。
本案列仅讨论1#变，1#变谐波滤除及⽆功补偿装置总投资五⼗多万元。
2、谐波治理及⽆功补偿效果滤波装置投⼊后，系统10KV侧谐波电压畸变率由10.5%降到了3.85%，谐波电流畸变率也由10.20%降到了7.1%，各次谐波均在国标允许值以内。
系统功率因数也从0.827提升到了0.99，滤波装置投⼊后，系统消耗的总⽆功功率减少了4800Kvar。
3、节电效果（1）线路频率损后的节电设公司1#主变最⼤负荷全年耗电时间为3000⼩时(τ),线路电能损耗于传输电能⽐为0.03以δ表⽰.则,补偿后的全年节电量:△W L=S L*cosφ1*δ*τ*{1-[cosφ1/cosφ2]2}=0.8×16000×0.827×0.03×3000×[1-(0.827/0.99)]≈288000(kw·h)注:0.8为主变负荷率（2）补偿后变压器全年节电量:△W T=△P d*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=240×{(0.8×16000)/16000}2×3000×0.30218≈140000(kw·h)式中P d为变压器短路损耗,为240KW（3）补偿投⼊后的全年总的节电效果:△W=△W L+△W T=288000+140000=428000(kw·h)= 428000x0.58元=24.8万元式中：电费按0.58元/度，负荷1年⼯作时间为3000⼩时（4）⼒率电费的节约:根据浙江地区的电费计价⽅式，⽤户全年应交纳的功率因数调整电费约为：（以当地供电局功率因数考核点为0.9计算，补偿前⽤户系统的功率因数为0.827,则功率因数罚款⼒率为+3.5%。
浅谈无功补偿与谐波抑制
【 摘要】 ：本文介绍了无功补偿 及功率 因素的定 义，影 响功率 因素的主要因素，无 功功率 的危害 ，无功补偿的意义 ，无功补偿 方法及其 比较 谐 波对并联 电容器 的影 响及抑 制措施。 【 关键词】 ：低 压 无 功 补 偿 无 功 补 偿 方 法 并 联 电容 器 谐 波 抑 制 中图分类号 ： Ｔ Ｍ７ ２ ６ ． ２ 文 献 标 识 码 ：Ｔ Ｍ 文章 编号 １ ０ ０ ９ — ９１ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ １ —０ ２ ７ ４ — ０ １
一
２ ２并 联 电容 器 补偿
降损节能有着重要意义。
一
、
无功功率的危害及低压无功补偿 的意义
１ １ 、 无 功 功 率 的危 害 ① 占 用供 电设 备 的容 量
②增加 变压器和输 电电路损耗 ③ 降低设 备的供 电电压 ④ 产生无功罚款 ，增加 用电成本 １ ． ２低压 无功补偿 的意义 １ ＿ ２ ＿ １提高功率 因素和 改善设备的利用率 因为功率 因素可 以表示为下述 形式
厂 、
ｎｔ
；
并联 电容器是指并 联在 电网上向 电力系统提供无功 功率 的电容 器。根据 电极形式不 同，并联 电容器可 以根据需要由若干个 电容器 串 并联组成 ，容量 可大可小 ，既可以集中使用 ，又可 以分散使用 ，且可 分相补偿 ，可随时投切部 分或全部 电容器 ， 具 有运行 灵活 ， 有功损耗 小 ，维 护方便 、投资少等优 点。 目前 ，国内外电力系统 中大约 ９ ０ ％ 左右的无 功补偿容量是采用并联电容器实现 的。但是并联 电容器 供给 的 无 功功 率 与所 在 节 点 电压 的 平 方成 正 比 （ ＱＣ ＝ Ｖ ２ ／ Ｘ Ｃ） ， 当节 点 电压 下降 ，需要增加无功功率时 ，其供给系统的无功功率反而减 小，所 以 当 系统 电 压 变动 时 ，并 联 电 容器 的补 偿 效 果 并 不 理 想 。其 按 电容 器 安 装的位置不同，可以分为集 中补偿、分组补偿、就 地补偿 三种 方式。 ２ ． ３静止补偿器补偿 静止补偿器在供 电系统 中的特殊 用处是抑制 电弧炉、轧钢机 等冲 击性负荷引起的闪变 ，并采用柑适应的控制方式 ，多年来的广泛使用 取得 了丰富的现场运行经验 ，证实 了它的的可靠性 ，因而逐步推 广于 高压送 电系统 的各领域 ：安装在长距 离重负荷超高压线路 的中间站 ， 提高 中间站 的电压支持 ，以增 高正 常时的线路传输能力和提高系统的 暂态稳定性 ：安装在系统联络线路上 ，在送 电功率 发生发生波动 时， 提供 正的阻尼效应 ，以解决送 电系统原来 的动态失稳问题 ，晶 闸管控 制的静止补偿器用一平衡随时间变化的非对称负荷 ，可 以改善异 常情 况与恢复情况 ＨＶ ＤＣ换流站的运行性能， 用以提高事件后 的无功 紧急 备用能力 ，保障故 障后 的短瞬时 的关键母线 电压水平。 从本质 上来说 ， 静止补偿器主要是一种反应 迅速无 功功率调 节手 段 ，它和 同步调相机 比较 ，虽然造价相 当，但是静止补偿器 的调 节远 为快速 ，这是一个突 出的优点 ，而为 了发挥 它在需要时的无功功率快 速调节能力 ，在正常情况下则应使其正常运行在零功率水平。因而只 有在 电网无功功率除英语 基本平衡 的前提下 ，静止补偿 器才能发挥它 独特 的作用 ，至于正 常负荷 变动 引起 的电压变化 ，过程 比较缓慢 ，用 般 的便宜 的多 的电容器 电抗器投切 等，完全可以满足要求，没有必 要选 择这种高性能 的设备。
电网中高次谐波的危害及抑制措施
电网中高次谐波的危害及抑制措施王 博Ξ(胜利石油管理局海洋钻井公司,山东威海 264209)摘 要:电子技术在电力系统中的应用优化了电力系统,同时也给电力系统带来了严重的谐波污染问题。
高次谐波已成为电力系统的最大“公害”,必须采取有效的措施来加以抑制。
本文介绍并且分析了胜利二号钻井平台电网中谐波污染的原因及对系统设备造成的危害,并探讨了其有效的抑制方法。
关键词:高次谐波;电网;谐波抑制 2006年春,胜利二号钻井平台更换了电站和SCR 系统,使平台的生产能力得到了极大的提高,但是由于采用了大量的非线性的电子产品形成的用电设备,如晶闸管和高频设备等接入电力网,使平台电网的谐波污染状况日益严重,大负荷运转状态时谐波分量超过30%,极大的降低了平台电力系统的电能质量。
1.谐波产生的原因电力网中的谐波有多种来源,在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。
接入低压电力系统的非线性设备产生的谐波电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类。
稳定的谐波电流是指谐波的幅度不随时间变化,如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波,这类设备对电网来说表现为恒定的负载。
由激光打印机、复印机等产生的各次谐波的幅值随时间变化,称之为波动的谐波,这类设备对电网来说是一个随时间变化的负载。
变化的谐波产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁芯设备,如:变压器、电抗器等;(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,如:交流弧焊机等;(3)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(整流器、逆变器、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等,并且这些设备大量的使用于钻井平台。
以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压、电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成,即产生的谐波,使电网电压严重失真,此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
谐波抑制和无功功率补偿_第五章
第5章静止无功补偿装置本文第4章中介绍的无功补偿电容器是传统的无功补偿装置，其阻抗是固定的，不能跟踪负荷无功需求的变化，也就是不能实现对无功功率的动态补偿。
而随着电力系统的发展，对无功功率进行快速动态补偿的需求越来越大。
传统的无功功率动态补偿装置是同步调相机（Synchronous Condenser，缩写为SC）。
它是专门用来产生无功功率的同步电机，在过激磁或欠激磁的不同情况下，可以分别发出不同大小的容性或感性无功功率。
自二、三十年代以来的几十年中，同步调相机在电力系统无功功率控制中一度发挥着主要作用。
然而，由于它是旋转电机，因此损耗和噪声都较大，运行维护复杂，而且响应速度慢，在很多情况下已无法适应快速无功功率控制的要求。
所以七十年代以来，同步调相机开始逐渐被静止型无功补偿装置（Static Var Compensator，缩写为SVC）所取代，目前有些国家甚至已不再使用同步调相机。
早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reactor，缩写为SR）型的。
1967年，英国GEC公司制成了世界上第一批饱和电抗器型静止无功补偿装置。
此后，各国厂家纷纷推出各自的产品。
饱和电抗器与同步调相机相比，具有静止型的优点，响应速度快；但是由于其铁芯需磁化到饱和状态，因而损耗和噪声都很大，而且存在非线性电路的一些特殊问题，又不能分相调节以补偿负荷的不平衡，所以未能占据静止无功补偿装置的主流。
电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，将使用晶闸管器件的静止无功补偿装置推上了电力系统无功功率控制的舞台。
1977年美国GE公司首次在实际电力系统中演示运行了其使用晶闸管的静补装置。
1978年，在美国电力研究院（Electric Power Research Institute）的支持下，西屋电气公司（Westinghouse Electric167Corp.）制造的使用晶闸管的静补装置投入实际运行。
随后，世界各大电气公司都竞相推出了各具特点的系列产品。
电解铝整流系统的谐波电流与无功功率问题分析
电解铝整流 系统 的谐 波电流 与无功功率 问题 分析
王 维
（ 山西省华圣 铝业有 限公 司 ，山西 运城 ０ ４ ４ ５ ０ ０）
摘 要 ：立足于电解制铝的生产实际 ，从谐 波电流和 无功功率的角度 出发 ，结合 电解制铝 实例 ，对 电解铝整流 系统 的谐 波 电 流 和 无 功 功 率 问题 进 行 了简要 分析 。 关键词 ：电解铝；整流 系统 ；谐 波电流；无 功功 率
，
影响， 具 体表现为一部 分基波功率转化 为谐波 功率 后回到电网 ， 这种谐波功率在 电网中继续存 在会对 与电网连接 的其他 电力用 ～ 户造成损害 。如果在 这一 过程 中整流系统的运行参数设定不科 Ｈ ． ． 学 ～ ，无功现象 的相互补偿会被 继续放大 ，进而产生共振现象 。 因此 ， 在选择 滤波器组 时 ， 除了要考虑提高电峰测的功率因数 ，
ｒ ． ● ．
还应避免谐振出现 。
为 了满足系统无功补偿的要求 ，采取的主要方法有 ２种 ：
① 当电解 铝系统 中滤 波装置 的无 功容量 与补 偿容量 出现 差值 时 ，可使用并联 电容 器提升补偿容量 ；② 当供 电网络 的电抗值
与并联 电容器 的电容值构 成的谐振频率较高 ，而 电解铝产生 的 电力负载谐波 电压较 低时 ，不需要考虑谐波 的补偿 问题 ，但 在 实际 的电解铝 系统运 行中 ，这一标准 比较难把握 ，需要从 电解 铝系统 的实际 出发 ，切实保证谐波 的补偿要求得到满足 。 ４ 结束语 电解铝是 当前提 取金 属铝 的主要 方 式 ，这 一提 取方 式 的
大量 的谐 波 ，如果无法有效控制谐波 的产生和传播 ，则会 对周 围的供 电网络和通信网络造成消极影响 ，严重情况下 ，还会对 电解铝 系统 的运行 质量和效率产生影响 。通常情 况下 ，整流供 电的功率一旦低于 ０ ． ９ ， 则会导致 电解铝 系统 出现功率下 降、绝
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２ 问题 分 析
经实地测量可知 ，电压在允许范围之内，电流超过 额定电流的 ５ 倍 ，且此电流随氧化车 间可控硅整流 ～７ 装置负荷变化而波动 ，当可控硅整流装 置停止工作时 ， 电容器工作电流立即恢复正常。由于受条件限制 ，没有 测量高次谐波的仪器 ，无法确定该电路 中几次谐波成份 幅值最高 ，因此只能从理论上进行原因分析。 根据实地观测结 果分析 ，电容补偿装 置熔 断器熔 断很可能 是 由 电容 器对 电 网中高 次 谐 波 电流放 大引 起 ，因此需分析电容器对谐波 电流放大的机理。 电网中的大功率 变流装 置、电力机 车 、电弧 炉等 都是高次谐 波源 ，它们不 断 向电网、其 它负荷输 出高
电能质 量 管理
吉
同 谐 波影 响 下无 功 补偿 分 析
梁精 科
（ 重庆 市铜 梁县供 电有 限责 任公 司 ，重庆 ４２６ ） ０ ５０
［ 摘要］ 分析 电网中高次谐波在 电容 器一 串联 电抗器组 中放 大的机理 ，并提 出解决方法。
关键 词 高 次谐 波 无 功 补 偿 电容 器 电抗 器 放 大
调 整 电费 ４万元 以上 。
则由图 ｌ 可知 ：
ｌ 一 ｌபைடு நூலகம் ８
Ｊ 一 ｊ 。
因为电流源为恒流源 ，所 以：
Ｊ 一 Ｊ ＋ Ｊ
＋ 一 １
电网 次谐波阻抗 之 通常可看作一感性 电抗 ，其 大小与谐波次数 成正 比，所 以 之 始终是一个正值 。 而电容器一 串联 电抗器组 的 次谐波阻抗 为 ：
电能质量 管理 串联电抗器组的最大允许 电流值 时 ，电容器或 串联 电
抗 器就 有 可能 会 受到 损 害 。 （ ） ｒ （ ／ ＜ １时 ， Ｚ ＜ Ｏ 电容 器 一 ３ 当 ／ Ｘｕ Ｘｃ ） 。 ， 串 联 电 抗器 组 对 第 次 谐 波 呈 容 性 ， 与 反相 ，
该厂 自２ ０ 年底投产 以来 ，平均用 电功率 因数 一 ０７ 直很低 ，在 ０ ７ 右 ，电容补偿装 置无法 投入 。当人 ． 左 为投入电容补偿装 置后 ，电容器 的熔断器 很快就被熔 断 ，在适当加大熔丝后 不久又被 熔断 。为 此 ，每月 因 无功补偿不足 、功率 因数 太低而 向供 电部 门多交力率
，一流入电网的 ｎ次谐波电流；瓦 一 电容器 － 电抗器组的 ｎ次谐波阻抗； 串联 ｚ 一谐波源的内阻抗 嘏 ∞ ； 一电网的ｎ ｍ ）毛 次谐波阻抗
图 ２ 第 ｎ次谐 波等值 回路
令：
一
一
军 负 荷
一
Ｚ （ ／ Ｚ ＋ ２ ）
之 ／ Ｚ （ ＋ 之 ）
图 １ 美鱼公司变 电系统一次主接线 图
１ 问题 提 出
重庆美鱼铝业有限公司年产铝型材 ２ 万吨 ，产值超 过３ 亿元。该厂用电负荷在 ２５０ Ｗ 左右 ，月用电量超 ０ ｋ
过 １０ Ｉ ・ 。该 厂 变 电系统 一次 主接 线 图如 图 １ ０万 ｈ ｗ 所
次谐波电流 。由于高次谐波 源 内阻非常大 ，而输 出的 高次谐波 电流大小 与外 回路 的阻抗 无关 ，因此可 以将
作者简介 ： 梁精科 （９ ９） 电气工程 师， １ ６一 ， 从事供配 电技术 管理
和 电力 自动 化 设 备 的应 用 与研 究 。
串联电抗器组的基波 电流与这个 第 ｒ次谐 波 电流 及其 ／
它次数的谐波 电流形成 的合成 电流值 超过 了电容器或
电工技术 ｉ０１ ５期 ｌ ＂ ｌ ２ ０ ３
收稿 日期 ：０１ 一 １ ２ ２ ０Ｏ—７
＝
ｊＸｕ— ｊ ｎ
一ｊ
（） １
式 中， ｘ 、 ｘａ为电抗器和电容器的基波 电抗 。 ｕ
由式 （ ） 知 ， Ｚ 是 随 着 谐 波 次数 和 串 联 电抗 １可
率（ 基波） Ｘｕ／ Ｘｃ 的变化而变化。 （） １ 当 （ ／ ） 时 ， Ｘｕ ｘ ＞１ 相， 大。 （） ２ 当 （ Ｘ ） 时 ， ＸＩ ｃ 一１ ／ 一０ ，电容器一 串
它们看作一个高次 谐波 电流 源 ，第 次谐 波等值 回路
如图 ２ 示 。 所
示 。一车间主要用电设备为铝型材挤压成型及其它加工
设备 ；二车间主要设备是 ２台 ２５ 、 的可控硅整流装 ８ ｋ
置和部分电机负荷 。
配 变
Ｙ，ｎ ｙＯ
一
， 一谐波源输出的第 ｎ次谐波电流； 。 流入电容器・ ｍ 广一 串联电抗器组的 ｎ 次谐波 电流；
的可能 ，因此按 ５ Ｘ 。 ｃ 选择串联电抗器较合适。
（） ２ 改变 整 流装 置 的相 数 。增 加 整 流器 的相 数 是 限 制 高次 谐 波最 基本 的方法 之 一 。例 如 ６ 整流 时 ，５ 相 次
谐波电流为基波 电流的 １． ，７次谐 波电流为基波 ８５ 电流的 １ ；而增加到 １ ２ ２相整流时，５次谐 波电流则 降至基波电流的 ４ ５ ，减 少 ３ ，７次谐波 电流则降 ． 倍
一 ０， 一 ０， 一 。 。 一 。 。
一０ ， ： 时 有
法抑制高次谐波电流的效果 比较 明显 。将该厂现有的 ６ 相整流装置改为 １ 相整流，可解决其高次谐波 电流放 ２
为 基波 电流 的 ３ ，也 减 少 了 ３ 。 Ｅ此可 见 ，这 种 方 倍 ｈ
＞ １， Ｊ ＞ ，即流入电网的第 １次谐波电流 ＂ １ 比谐波源发出的谐波电流 还要大，第 ，次谐 波被 电 ｚ 容器一 串联电抗器组放大 。
（） ４当 （ Ｊ ） ，且 ＋ ＸＩ ｌ ／ ＜１
联 电抗器 组 对 第 次 谐 波 呈 低 阻抗 。 由谐 波 源 发 出 的
为正值 ，电容器一 与 同
串联 电抗器组对第 次谐波呈感性 。这时， ＜１，
＜ １，第 ｎ次谐 波在此 回路 中不放
第 次谐波 电流大部分进人 电容器一 串联 电抗器组 。这 时也不发生第 次谐 波放大 ，但是 ，如果流经 电容器一