谐波对用户补偿电容器有哪些影响

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电气化铁路谐波对电容器组的影响与对策

科技信息
专题论述
电号化铁路谐波对电窖器组徊影响与对策
新乡豫新发电有限责任公司李孟告华电新乡发电有限公司孙鹏涛
［摘要］本文分析了有谐波源的电力系统中装设无功功率补偿电容器，谐波电流对电力电容器的影响，确定了谐波电流在电容器支路中放大、分流、谐振和发生并联谐振的条件及对电容器的影响，并通过比较对电容支路的串联电抗的使用提出建议。［关键词】电力电容器谐波电流电抗率串联电抗器
型式
电容器回路阻抗
说明
一
般条件（ＸＸ＞ｈｔｃ）Ｏ
加大电容器的串联电抗值，以减可轻电容器的过负荷程度但相应增加电容器组的有功损耗
，
串谐ＸｌＩ谐电容相于调滤器联振］Ｘ条的全注电器满此ｈＩｃＬ＿件电部当容，足波流器入单谐波
表２
Ｋ『％３４５６
Ｉ会造成电容器过电流恶化串联电
，
１２
谐波次数
一
５７．７
５ｏ．ｏ
４４．７
４０．８
２８．８
图１谐波分流等值电路图谐波电流分流值与阻抗大小成反比，公式为：
ｈＸ善
ＩＩ— — — 。 — ＝ｈ
ｈ（ｒ）ｘ｝牟一ｌｘ
ＩＩ— ＿ｌｍ＝ｈ＿ｈ一
ｈｏ（ＸＩ）Ｘ＋ｈ＿－
般电力部门的并联补偿电容器组的串联电抗率在３～％之％６间，从上表可知，会对５次以下的谐波放大。电铁牵引负荷产生谐波分量以３５７９等奇次谐波为主，、、、且含量较大，以在不调整的并联补偿所电容器组的串联电抗率情况下，极有可能发生、次谐波在电容器侧放大的情况。并联补偿电容器组的电容器承受谐波的能力是极为有限的，可能使电容器过流、过压甚至损坏。电铁谐波对并联电容器的影响，国内相关单位做过大量试验，试验结果表明：（）１由于电容器容抗对高次谐波呈低阻抗特性，因此，易于吸收更高次谐波电流。并联电容器接入系统后，可能与系统感性元件形成某次高次谐波谐振，使系统中原有的高次谐波放大，加剧谐波对系统的影响。（）２根据电力并联电容器的运行经验，当电力电容器中谐波电流过大时，会造成电力电容器损耗增加、鼓肚、损坏或不能正常投运。（）据国标《３依并联电容器》Ｇ３８ — ３电力部标《（Ｂ９３８）及电力电容器设计技术规程｝ＳＪ５８）（Ｄ２ — ５，以下两方面校验电容器能否正常安全需从

谐波对并联电容器的影响

1 2
u
图二并联电容器在和平变中结构示意图谐波通过串联电抗器、电容器这类储能元件,则必然在电容器上产生谐波电压,并且可能发生并联谐振或是串联谐振。如果发生并联谐振则会引起谐波放大,此时电容器上将产生很高的谐波电压和很
大的谐波电流。如果谐波电压的正向峰值与基波的正向峰值正好同相位,则由于叠加造成很高的峰值电压。当 35 kV 母线投入不同的电容器组数,某些谐波次数会引起并联电容器组与串联电抗器串联谐振,而引起电容器谐波放大,电容器上会流过很大的谐波电流,造成电容器发热量大增,减小电容器的使用寿命。
20
0
0
100
200
300
400 500 600 频率（ Hz ）
700
800
900
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0
0
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400 500 600 频率（ Hz ）
700
8四（a）电压波形及各频率能量分布图（2）投入两组电容器
35kV母线电压 40 30 20 10
4 3 2 1
0.305
0.31
0.315
0.32 时间 (t)
0.325
0.33
0.335
0.34
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0.31
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0.32 时间 (t)
0.325
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能量分布图 1200 120
能量分布图
1000
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800
80
幅值
600
幅值
60
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大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响

大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响摘要：由于非线性负载以及电力电子器件的应用，大功率整流系统在实际运行中必然产生大量的谐波电流，从而给功率计量与系统效率提升带来一系列影响。

这不但对电网自身重要电气设备造成重大影响，而且给广大用户带来严重的危害，甚至已经影响到企业的正常生产和产品质量。

基于此，本文主要对大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响进行分析探讨。

关键词：大功率；整流装置；产生谐波；电力系统；影响1、前言在现代诸多工业生产工艺中，如电解金属工艺、串接石墨化工艺等，采用大功率整流装置供电已经相当普遍，即将220kV、110kV、35kV以及10kV等电压等级的高压交流电源进线，通过调压变压器-整流变压器组降压调压，再通过可控硅或二极管整流装置为生产系统输出0～1500V电压可调、电流最高可达350kA的直流电。

这样大功率的整流装置，对当地电力电网的影响是不可忽视的。

文中就大功率整流装置产生的谐波对电力系统的各种影响和危害做出定性分类，为电力系统和大功率整流装置用户进行谐波治理提供些许帮助。

2、谐波的不良影响供电系统存在高次谐波造成的影响和危害是多方面的，下面从两个方面来分别加以阐述：2.1整流装置的负荷特性及其对电力系统的影响2.1.1供电点的功率因数问题大功率整流装置的投入，若负荷内部没有充足的无功补偿容量，就会从系统吸收大量的无功功率，造成系统供电点处的功率因数下降。

2.1.2电力系统电压稳定性问题当大功率整流装置的工况处于变化较大时，如整流变压器组的调压变压器处于调压状态，整流装置的功率便会发生一定范围的波动。

尽管这个功率波动与大功率冲击性负荷相比对电力系统是一个微扰，但是如果上级电力系统存在无功功率缺陷，而整流装置调压变压器的有载分接头控制又缺乏“柔性智能”的策略，即不能在线识别系统的无功状态而单方面保持供电点处的电压水平，则势必将无功缺额转移到供电的主电压网，从而使主网电压严重下降，甚至发展成为“电压崩溃”。

谐波的危害系列之谐波对纯电容补偿柜的影响

谐波的危害系列之谐波对纯电容补偿柜的影响安科瑞崔庭宇江苏安科瑞电器制造有限公司摘要：目前大多数低压配电系统的无功补偿，都是通过在负载侧加装并联型电容补偿柜的方式实现的。

但由于谐波的存在，无功补偿的电容可能被谐波影响而损坏，还会使谐波电流放大。

谐波可以通过安装有源滤波器来进行治理，使谐波含量控制在有效的范围内，而电容放大谐波电流的问题则可以通过在电容进线端串联相应电抗率的电抗器来解决，补偿装置及各种设备就能保证正常工作。

关键词：无功补偿谐波电容损坏有源滤波器电抗器1引言在低压配电系统中，负载多为阻感性用电设备，这就造成了电网的功率因率偏低，大量无功从电网汲取不仅影响了输配电效率，还带来了用户因功率因数低而罚款的问题。

无功补偿成为现在低压配电系统中不可缺少的部分，目前最常用、成本最低的方式是在负载侧加装电容补偿柜。

这种补偿方式可以提高供电系统功率因数，稳定受电端电压水平，从而提高电网供电质量。

但采用纯电容器进行无功补偿时一旦遇到谐波的干扰，电容器的补偿支路极易发生故障，造成电容器鼓包、投切开关不动作、误动作与保护设备损坏等严重后果。

2谐波的产生及危害随着电力电子技术的发展与应用，越来越多的非线性用电设备在工作过程中不可避免的会产生谐波，从常见的LED灯、计算机电源，到工业中广泛应用的整流设备、变频器、中频炉、逆变器等，都会产生谐波，这对无功补偿所采用的电容、投切开关等产生了极大影响。

例如：使电网中的电容器产生谐振。

工频下，系统装设的各种用途的电容器比系统中的感抗要大得多，不会产生谐振，但谐波频率时，感抗值成倍增加而容抗值成倍减少，这就有可能出现谐振，谐振将放大谐波电流，导致电容器等设备被烧毁。

有些配电房传统的无功补偿装置由于不能消除谐波的干扰，根本无法投入运行或是投入后被损坏，功率因数偏低，造成电费扣罚。

3案例分析3.1测量信息测试对象：某电缆制造公司，其主要谐波源为各种容量的变频器测试位置：1#变压器进线柜和对应无功柜（共补）A相测试内容：上述位置谐波电流畸变率及变化趋势等。

电力系统高次谐波＼谐波放大及谐波对电力电容器的危害

电力系统高次谐波＼谐波放大及谐波对电力电容器的危害本文章论述了电力系统高次谐波、谐波的放大，并且阐述了谐波对于电力电容器的危害。

标签：电力系统高次谐波谐波放大电力电容器1 谐波和谐波源在电力系统中，基波的功率潮流是以发电机作为功率源，负载只吸收功率。

可是对于谐波的功率潮流也许恰好相反，是以负载为功率源。

高次谐波源有两种：电流谐波源和电压谐波源。

各种整流型负荷以及用可控硅调节的负荷，这些非线性的负荷都可以认为是谐波电流源。

由于变压器、发电机等铁心的磁饱和作用产生了电压的畸变，所以发电机等旋转电机以及串补装置都是谐波电压源。

2 电容器组的谐波放大在计算阻抗、感抗、容抗的时候，都会涉及到一个看似十分简单的参数，那就是频率（或者角频率）。

说它看似简单是因为对于基波来说，我们都取50Hz。

可是其重要的意义就是对于谐波的频率是50Hz的整数倍，这就使得感抗和容抗在基波和谐波条件下呈现出不同的数值和状态。

也就可以说谐波引起的一切与基波的不同，都是由这个参数引起的。

无功补偿用电力电容器组在电力系统中的存在，为电力系统带来了大量的容抗。

同时，电力系统中绝大部分电力设备是感抗。

加上电容器组中的串联电抗就使得他们组合对于基波来讲是正常的，可是在谐波条件下就变的复杂起来。

这其中对于电力系统影响和危害最大的就是谐波的放大。

采用串联电抗的电力电容器组的系统接线图和等效电路图如2-1：图中，In为系统中同一母线上具有非线性负荷形成的谐波电流源，所以不计其电阻。

等效之后的电路图中XS、XC、XL分别是系统等效电抗、电容器组电抗、电容器并联电抗器电抗。

则得到的谐波电流为：如图所示，将β分成a-f区域。

对每个区域分析如下：a区域：系统中本身就具有谐波，可是在这里区域里，系统的谐波伴随着β的增加而增大，同时电容器支路的谐波电流也在增大，只是放大的不多。

b区域：曲线斜率的增加说明了谐波电流随着β的增大而迅速增加。

c点：由于谐波电流的频率和系统对于本次谐波的固有频率相等，发生了共振现象。

电网谐波含量对补偿电容器组电流有效值的影响

０引言
近年来，随着电力系统和电力电子器件技术的发展，功率整流逆变设备、大电弧炉、电气化铁路及晶闸管调压及变频装置的应用越来越广泛。
制。
关键词：波；电容器组；电流有效值谐中图分类号：Ｍ１．文献标识码：Ｔ７４３Ａ文章编号：ｌ７．７７２１）３００－６４１５（０１０－０６０４
ＩｆｕｅｅｏｒｏｃＣｏｎｅｓｉｔｒ０ｔｅＣｕｒｅ．．ｌｎｌｎｃｆＨａｍｎｉｔｎｔｎＮｅｗｏｋｔｈｒｎｔｒｍｓＶａｕｅ
ｉｒｏ０Ｖｕｂｔｔｎｉａｅｓａｘｍｐｅｂｈｕｈｏ，ｔｅｉｆｕｎｅｏｄｈｒｏｉｎｔｆａ５０ｋｓｓａｉｓｔｋｎａｎｅａｌｙｔｅａｔｒｈｎｅｃｆ３ｒａｏｏｌｍｎｃａｄ５ｔａｏｉｏｔｎｏｔｕｒｅｔｒｍ．ａｕｓｃｌｕａｅｈｒｎｃｃｎｅｔｔｈｅｃｒｎ．ｓｖｌｅｉａｃｌｔｄ，ｔｅｌｍｉｏａｏｉｏｔｎｆｔｅｈｍｈｉｔｆｈｒｎｃｃｎｅｔｏｈｍｃｐｃｔｒｉｒｐｓｄａｅｔｎａｄａｄｃｎｒｌｉｈｐｒｔｎ．ａａｉｏｓｐｏｏｅｓｐｒｓａｄｒｎｏｔｏｎｔｅｏｅａｉｏＫｅｗｏｄｓ：ａｏｉｙｒｈｒｎｃ；ｃｐａｉｒｂｎｍａｃｔａｋ；ｃｒｅｔｅｆｃｉｅｖｌｅｏｕｒｎｆｅｔｖａｕ

减少谐波电流对补偿电容器影响的措施

的。
电力系统负荷分类复杂，种类繁多，但究其根源，本都是以电磁感应所作为能量传输基础的，基
因此，感性无功负荷以及伴随的功率因数问题不可避免的放在我们面前。无功补偿成为供电系统
不可缺少的一个组成部分。无功补偿的方法很多，如利用过激磁同步电动机，利用调相机做无功
谐波阻抗一般较系统侧及电容器组的阻抗大得多，进行谐波分析的电路中，在可将谐波源视为恒流源，波对电力电容器的影响与电力系统的谐结构有关，大多数情况下，波源与电力电容器在谐在同一母线上，电力电容器支路一般有串联电抗器，主要作用是限制在开关合闸时，由于电容器两
（ｅｔｇａｄＲｓａｃｅａｔｎ，ｏｅｕｅｕｏｏｈｎｏｈｎ，ｕｎｄｎ２３０，ｈｎ）ＴｓｎｎｅｅｒｈＤｐｒｔＰｗｒＢｒａｆｓａ，ＦｓａＧａｇｏｇ５８０ＣｉａｉｍｅＦ
ＡｂｔａｔＴｏｄｃｒｃｅｆｐｗｅｙｔｍｅｅｍｉｅｈｅｎｓｆｒｃｍｐｅｓｔｎｏｒｆｃｓｒｃ：ｈｅｌａｈａａｔｒｏｏｒｓｓｅｄｔｒｎｓｔｅｄｍａｄｏｏｎａｉｇｐｗｅａ－ｔｒＡｓａｒｓｌ，ｗｈｌｈｔｃｐｃｔｒｅｌａｄｉｏｒｓｓｅ，ｒｓｎｃｏｌｃｕｅｗｅｎｏ．ｅｕｔｉｅｓｕｎａａｉｓａｏｄｅｎｐｗｅｙｔｍｏｒｅｏａｅｃｕｄｏｃｒｂｔｅｎｃｐａｉｒｎｅｃｏｅａｅｏａｍｏｉｖｓａｃｔｓａｄｒａｔｒｂｃｕｓｆｈｒｎｃｗａｅ．ＡｎｅｒｓｎｎｅｃｕｄｂｅａｏｄｄｂａｓｏｏｓｄｔｅｏａｃｏｌｖｉｅｙｍｅｎｆｈｐｔｉｇｓｍｅｒａｔｒｎｔｅｃｐｃｔｅｃｒｕｔｉｅｉｓＴｉｒｉｌｍｐａｉｅｈｎｌｓｓｏｈｕｔｎｏｅｃｏｉａａｉｖｉｃｉｎｓｒｅ．ｈｓａｔｃｅｅｈｓｚｓｔｅａａｙｉｆｔｅｓｈｉｍａｃｉｇｏａａｉｏｎｅｃｏｎｅｈｏｄｔｎｏａｍｏｉｖｓａｄｔｅｃｏｓｎｕｅ．ｔｈｎｆｃｐｃｔｒａｄｒａｔｒｕｄｒｔｅｃｎｉｏｆｈｒｎｃｗａｅｎｈｏｉｇｒｌｓｓｓｉｈＫｅｗｏｄＨａｍｏｉｖｙｒｓ：ｒｎｃｗａｅ；Ｃｕｒｎ；Ｃａａｉｏｒｅｔｐｃｔｒ；Ｒｅｃｏａｔｒ

谐波对电容器组的影响及其抑制

信息技术
ＣｉｅＴｈｌｉａＬｏｃｈａｗｅｎｏｅｎＰｄｔｎＮｃｏ—ｓｄｕｓ —— ｇｒ
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＝

高次谐波对并联电容器的危害及限制措施

设备损坏
系统崩溃
严重的谐波问题可能导致电力系统崩溃，造成大面积停电等严重后果。
谐波可能导致电力系统中的设备损坏，如电机、变压器等。
03
并联电容器的限制措施
限制谐波电流的措施
增加电容器串联电抗器
通过在电容器回路中串入电抗器，可以抑制谐波电流，减少谐波对电容器的危害。
采用滤波电容器
滤波电容器是专门设计用于滤除谐波的电容器，能够有效地减小谐波电流对电容器的危害。
限制谐波电压的措施
增加无功补偿装置
通过在系统中增加无功补偿装置，可以提高电力系统的功率因数，从而降低谐波电压对电容器的危害。
采用有源滤波器
有源滤波器可以实时检测并补偿谐波电压，从而减小谐波电压对电容器的危害。
提高电力系统稳定性的措施
加强电力系统的监控和管理
通过加强电力系统的监控和管理，可以及时发现并处理系统中的不稳定因素，提高电力系统的稳定性。
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数据分析
对实验数据进行处理和分析，提取高次谐波对并联电容器的影响规律。
实验结果及分析
01 电流畸变
高次谐波会导致并联电容器电流畸变，使得电流波形发生变形，增加电能损耗和发热量。
02 电压波动
高次谐波会对并联电容器电压产生波动，影响电容器的正常运行和寿命。
03
温度升高
04
高次谐波会导致并联电容器温度升高，加速电容器的老化过程，降低其使用寿命。
02
高次谐波对并联电容器的危害
谐波电流对电容器的危害
01
02
03
发热损耗
谐波电流在电容器中产生热量，导致电容器温度升高，影响其使用寿命。

供配电系统内谐波对电容补偿的影响

电力科技供配电系统内谐波对电容补偿的影响孙奕（国网浙江温岭市供电有限公司，浙江台州 317500）摘要：供配电系统中的谐波无法避免，只能提供有效的治理措施，以降低其危害。

鉴于此，本文论述了供配电系统中谐波的产生，并基于供配电系统中谐波对电容的影响，提出了电容补偿的有效措施，包括支路补偿措施和串联补偿措施等，以此来有效扼杀供配电系统内谐波的危害。

关键词：供配电系统；谐波电流；电容补偿；影响；措施由于人口和工业用途的增加，对电力的需求将日益增加。

这极大地增加了对电力公用事业的需求，常规资源不足以平衡需求和供应比率。

不仅如此，非线性且本质上不平衡的电力电子设备的大量使用，已影响配电网络中的电能质量。

它们不仅会在电力系统中造成严重的谐波污染，还会使电网系统退化。

随着电源中谐波的影响和负载的增加，系统的电能质量会降低。

鉴于此，本文通过分析供配电系统内谐波对电容补偿的影响，旨在提出供配电系统内电容补偿的改进措施，以期为供配电系统从业人员的研究和实践做出贡献。

1 供配电系统内谐波来源与分类1.1 谐波来源通过查阅资料、总结现场经验，总结出在供配电系统中谐波来源主要是以下6个方面：（1）大大小小的整流设备、逆变设备、交流调压设备和变频设备。

（2）电网中的变压器群。

（3）较大的单相电力电子装置。

（4）工业用电弧炉。

（5）可控电抗器和饱和电抗器。

（6）敏感电子器件等高新技术产品中的元件。

从全球范围来看，电动机占工业部门电力消耗的三分之二以上，也占商业建筑所有电力消耗的近50％。

由此产生的谐波电流，再加上高需求负载和沉重的插头负载，会消耗变压器和设计的载流能力。

谐波电流影响电气和电子设备的运行，在中性线上引起热量和过电流，以及在中线和地面之间引起的电流和电压不平衡，严重扭曲最初以正弦波电压和电流波形出现的失真。

供配电系统中，非线性负载的激增引起电压和电流波形的谐波失真。

从供配电系统汲取基本电流时，非线性负载会将非正弦电流注入供配电系统。

谐波对10kV电容器补偿回路合闸影响的分析

Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｉｃｔｍｏｌｏ０ｋｒａｔｖｏｒｃｍｐｎａｉｎｃｒｕｔｏｕｔｔｎｃｎａｎｎａ－ｃｒｕｉｄｅｆ１Ｖｅｃｉｅｐｗｅｏｅｓｔｏｉｃｉｆｓｂｓａｉｏｔｉｉｇｈｒｏｍｏｃｓｕｃｓｉｓａｌｓｅｏｓｕｙｉｆｕｅｃｆｔｒｅｆｃｏｓｏａｉｇｆｈｒｎｃｓｕｃｓｏｒｎ— ｎｉｏｒｅｓｅｔｂｉｈｄｔｔｄｎｌｎｅｏｅａｔｒｆｒｔｓｏａｍｏｉｏｒｅｎｔａｈｎ
摘
要：文章建立了含有谐波源的变电站１Ｖ无功补偿电容器回路模型，究谐波源参数三０ｋ研
要素对电力电容器回路合闸过渡过程的影响。文中利用ＡＰＥＴ — ＭｒＰ电磁暂态仿真软件，入代
实际参数对该模型进行建模仿真，出一系列过电压和过电流仿真波形，得对不同谐波参数下合闸过渡过程中的过电压和过电流作出比较。理论分析和建模仿真结果表明，谐波参数对过渡
ｃｒｅｔｏｒｓｔｏｏｅｕｅｏｌｓｎｐｒｔｏｔｄｆｅｅｔｈｒｎｃｒｔｎｓＩｓｓｏｕｒｎｆｔａｉｎｐｒｃｄｒｆｃｏｉｇｏｅａｉｎａｉｆｒｎａｍｏｉａｉｇ．ｔｉｈｗｎｒｕｇｎｉｈｔｏｈ
ｃｒｅｔｆｔｓｉｎｐｃｄｒｎｅｓｅｉｃｉｕｎｅｅｔｎｅｅｄｄｏｔｇｆｃｒｕｔｄｕｒｎａｉｏｒｅｕａｄｔｐｃｆｎｅｃｘｅｔｓｄｐｎｅｎｒｉｓｏｉｃｉａｏｒｔｎｏｅｈｉｆｌｉａｎｎ

谐波对电容的影响及防范措施

１谐波放大对电容器造成的影响．２当电网中存在谐波时．入电容器投
际操作中的通常做法是给并联电容器
串接电抗器Ｘ为串接电抗器的基波电抗．：则并联电容器与系统发生谐振．波谐
谐波对电容的影响及防范措施
张昌征
（州市供电公司江苏邳州２１０）邳２３０
摘要：简要介绍了电力系统中谐波对电容器造成的影响及原因，及理论上的解决方法，结合实以并
力电子技术的广泛应用．电负荷的结用构发生了重大的变化。大量的非线性负荷如电弧炉、气化铁路、闸管调压电晶
及变频调整装置的运行．为电网中主成
若谐波源中含有次数接近、；／
谐振点．免谐振发生．可以有效地避就
解决并联电容器对谐波的放大问题实
系统，ｌ１ｌ、３次谐波也有较高含量产生。
由于高次谐波对电气设备正常运行具有非常的危害性．所造成的损失已不其胜枚举国内外运行经验表明．谐波受影响而损坏的电气设备中．力电容器电占有比例最大下面就电容器如何作好谐波危害的防治．出见解供探讨。提

电力系统中谐波的危害

电力系统中谐波的危害电网谐波是怎么产生的？其主要来自于以下几个方面：一是发电源质量不高产生谐波：发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。

二是输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。

它的大小与磁路的构造形式、铁心的饱和程度有关。

铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流的0.5%。

三是用电设备产生的谐波：晶闸管整流设备。

由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。

我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。

如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。

如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。

经统计说明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%,这是最大的谐波源。

变频装置。

变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。

电弧炉、电石炉。

由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。

谐波对电容的影响及对策

港口电力系统中谐波对电容的影响及对策陈立新摘要：简要介绍了港口电力系统中谐波所造成的危害与影响，谐波造成影响的原因及理论上的解决方法，实际运行中存在的一些实际问题，提出了解决谐波影响的实施对策。

关键词：谐波电容器电力系统电抗器电抗率一、引言随着近年电子技术的在港口电力系统的广泛应用，特别是变频、整流以及能量回馈等技术在港口大型门机、集装箱岸桥等机械设备上的应用，港口供电系统中的谐波问题已经不可避免的暴露出来。

据天津港电力系统中部分装有变频调速设备的集装箱岸桥和大型门座式起重机的谐波测试情况看，其中大部分机械设备运行中有5、7次谐波注入系统，个别设备还有11、13次谐波产生。

由于高次谐波对电气设备的正常运行具有非常的危害性，其所造成的损失已不胜枚举。

例如，熔断器爆炸、电抗器过热烧毁、电容器鼓肚、PT绝缘击穿、变压器出力和寿命降低等问题在天津港电力系统中就曾有发生。

下面本文就谐波影响最为严重的电容器如何作好对谐波危害的防制，实际操作中存在的一些实际问题和解决办法，以及港口电力系统如何作好对谐波影响的防范，提出自己的一点见解供探讨。

二、电容器对谐波放大是谐波造成危害的主要原因1.电容器对谐波电流放大原理：电力系统中如果没有电容设备且不考虑输电线路电容，则其谐波阻抗Zsn=Rsn+jXsn式中Rsn—系统的n次谐波电阻Xsn--n次谐波电抗 Xsn=n XsXs –工频短路电抗并联电容后，设并联电容器基波电抗为Xc n次谐波电抗为Xcn，系统的谐波等效电路如图一所示，则系统的n次谐波阻抗值Z′sn为由上式可以看出，装设电容器后系统的谐波阻抗随系统的谐波频率不同会发生变化，即可以为感性也可以为容性，并且当系统的谐波频率达到某一特定值时，并联电容器可能会与系统发生并联谐振，使等效谐波阻抗达到最大值。

如果谐波源为n次谐波电流İn注入电力系统，İsn为进入电网的谐波电流，İcn为进入电容器的谐波电流，如图二所示：根据电路计算公式：当Xsn=Xcn时，并联电容器则与系统阻抗发生并联谐振，由于Rsn<<Xsn、Rsn<<Xcn，此时İsn、İcn均远大于İn，所以谐波电流被放大。

供电系统中谐波的危害及其抑制措施

供电系统中谐波的危害及其抑制措施引言：谐波是指电力系统中频率为原有电源频率的整数倍的电磁波分量。

随着电气设备的广泛应用，电网中的谐波也越来越普遍。

由于谐波的存在会导致电网系统工作不稳定、设备冗余损耗等问题，因此谐波的危害和抑制措施是电力系统工程中的重要问题。

一、谐波的危害1.对设备的影响：谐波电流和电压会导致电机、变压器、开关等设备的温升增加，降低设备的效率和寿命。

2.能量损耗：谐波电流所造成的功率损耗将占据供电系统中的电容器和导线，由于功率因数降低，导致线路和装置的不稳定和能量损耗加大。

3.对电网中其他用户的影响：谐波会引起电网中电压失真、电压不平衡等问题，影响其他用户的用电设备正常工作。

4.电磁兼容问题：由于谐波电流会加剧设备的辐射干扰，影响其他设备的正常工作，尤其在医疗和科研领域对设备的精度要求很高，谐波电流的存在将会造成不可忽视的影响。

二、谐波抑制的措施为了减小或消除谐波对电力系统的危害，人们提出了许多谐波抑制的方法。

下面列举几种常见的抑制措施：1.谐波源侧的抑制措施(1)使用非线性负载的限制：通过控制非线性负载的使用，减少非线性负载对电网的谐波污染。

(2)滤波器：在负载侧安装滤波器，通过滤除谐波电流的方式来减小谐波对电力系统的影响。

2.网络侧的抑制措施(1)电网的并联阻抗：增大电网的抑制阻抗，使其通过阻抗特性吸收掉谐波电流，减小谐波对电网的影响。

(2)使用无源滤波器：通过在电网中安装无源滤波器，将谐波电流引导到负载并以无功功率的形式吸收，降低谐波的影响。

3.负载侧的抑制措施(1)使用线性负载：减少非线性负载的使用，使用线性负载来替代原有的非线性设备，降低谐波问题。

(2)线性化处理：通过加装谐波抑制器或使用线性补偿装置对非线性负载进行线性化处理，减小谐波的产生。

结论：谐波对电力系统的危害不可忽视，为了减小其危害，需要采取相应的抑制措施。

谐波抑制的措施可以从谐波源侧、网络侧和负载侧入手，通过控制非线性负载的使用、安装滤波器、增大电网的抑制阻抗、使用无源滤波器等方法，可以有效地减小谐波的影响。

谐波对电网及用户的影响,防止谐波的措施相关知识讲解

奇次谐波，故气体放电类电光源灯具属于电流源型谐波源。
2.3 其他非线性电气设备
（1）冶金、化工等企业和电气化铁路所用的换流设备利用整流元件的导通、截止作用强行短接和断流，这将产生谐波电流。
（2）炼钢电弧炉因电弧的负阻特性（电弧电阻随电流增大而急剧减少）和熔化期A 相电极反复不规则地短路和断弧，故而产生谐波电流。由于3相负荷不对称，存在较多的3 次谐波电流。精炼期谐波电流有所减小。
n次谐波电压含有率以HRUn（Harmonic Ratio Un）表示。
HRU n
Un U1
100(%)
（10-10）
式中， Un——第n次谐波电压有效值（方均根值）；
U1——基波电压有效值。
n次谐波电流含有率以HRIn表示
HRI n
In I1
100(%)
（10-11）
式中，In——第n次谐波电流有效值； I1——基波电流有效值。
（3）影响电力测量和电能计量的准确性
目前大量采用的仪表分为电磁型、电动型、磁电型和感应型几种，其中电磁型和电动型对谐波不敏感，但磁电型和感应型受谐波影响较大，特别是电能表，由于多采用感应型，在谐波较大时会产生电能计量的混乱。
（4）对其他系统的干扰
民用建筑中的弱电系统较多，如计算机网络系统、电话系统、有线电视传输系统、楼宇自动化系统、消防报警系统等。电力线路通过电磁感应、静电感应和传导3种方式耦合到其他
三、谐波的危害
（1）影响配电网的稳定运行
配电网的电力变压器、电力线路通常采用继电保护措施，在故障情况下保障系统和设备的安全。其检测部分常采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器。其中电磁式继电器、感应式继电器对10%含量以下的谐波并不敏感，当谐波含量达到40% 时将导致继电保护系统误动。晶体管继电器具有很多优点，将取代电磁式继电器和感应式继电器，成为未来的发展方向。但晶体管继电器采用的整流取样电路，极易受谐波

谐波对用户补偿电容器有哪些影响

谐波对用户补偿电容器有哪些影响？电网无功配置中所占比例最大，其中用户电容器约占电容器的2/3。

这部分电容器的设计大多只考虑无功补偿量，不考虑设点电能质量的实际污染情况，因此，运行点电能质量指标低时，常造成一些事故，如补偿装置投不上、电容器使用寿命降低、电容器保护熔丝熔断，甚至发生串并联谐振，引发电容器的谐波过电压与过电流，导致电容器爆炸等。

另外用户电容器的管理目前仍按平均功率因数进行考核，电容器很少按电网实际运行情况投切，甚至只投不切，无形中使电网电压失去了应有的调节裕度，使电压偏差等电能质量指标难以控制。

1、低压电网中谐波分量的限值为了限制谐波源注入电网后产生不良影响，必须把电压和电流的谐波分量控制在允许的范围内，使连接在电网中的电气设备免受谐波的干扰。

对于不同电压等级电网的电压总谐波畸变率的限值不同，电压等级越高，谐波限制越严。

例如6～10kV、35～66kV及110kV电网，其电压总谐波畸变率分别规定为4.0、3.0和2.0;另外对偶次谐波的限制也要严于对奇次谐波的限制。

2 、电容回路的谐波放大和谐振无功补偿装置和滤波装置主要由并联电容器及电抗器组成。

在工频条件下，电容器的电抗值比系统的电感电抗值要大得多，不会发生谐振。

但由于容抗XC=1/ωC，感抗XL=ωL，高次谐波条件下由于XL的增加和XC的减小，就可能发生并联谐振或串联谐振。

这种谐振往往会使谐波电流放大到几倍甚至数十倍，会对电网及并联电容器和与之串联的电抗器产生很大的威胁，并可能使电容器和电抗器烧毁。

根据有关资料报道，由于谐波而损坏的电气设备事故中，电容器事故约占40%，电抗器事故约占30%。

电子式电能表占60%。

3、由于谐波放大造成电容器损坏某设备部分无功补偿的低压电容器因过热而损坏，而这些电容器组接于向不间断电源（UPS）供电的回路上，当投入电容器时，实测得谐波电流值及电压畸变率的数值变化很大。

这足以充分说明引起电容器过热损坏的原因。

谐波对电力电容器的影响分析

一
（或６的串联电抗器；当电网系统背景谐波以３、５次为主，且谐波含量较大时。宜采用电抗率分别为１２％（或１３％）、４．５％（或６％）的串联电抗器混装方式或选用电抗率为
３％的串联电抗器。
、
２、实际操作中存在的问题就电力系统来说，用电设备有谐波产生，上级电网也有谐波注入，变电站内部的整流等设备同样会产生谐波。对于谐波的影响很难做出准确的预
２、在变电站扩建或改造无功补偿电容器前，必须进行ｌＯｋＶ、３５ｋＶ系统的背景谐波测试，分析其主要谐波含量。合理确定串接电抗器的电抗率。３、在保证电力电容器不受损害的前提下，并联电容器串接电抗器的电抗值宜适当选择一个下限，尽量避免注入系统的谐波电流过大，从而给系统中其它设备和电网带来不利影响．４、对于系统中相对复杂而又难以控制流入的谐波问题。通过测试分析，可以采取滤波、抑波相结合的治理方案进行解决。５、定期开展电网系统谐波测试工作，按照相关标准规范电能质量管理，指导谐波源用户正确开展无功补偿与谐波治理工作。６、对于产生较大谐波含量的设备或新建的变电站等，应参照类似或已有的成熟运行经验作好谐波的治理和抑制工作。四、结束语在电网谐波污染目趋严重的环境下，电容器组不仅承担补偿系统无功的作用，还应能抑制和改善系统谐波，保证系统的安全、经济运行。但电容器在接入谐波源的系统中运行，在谐波频率作用下，将造成电容器的谐波谐振和谐波放大，给电网和电容器造成危害。因此，研究电网谐波和并联电容器组的相互影响，抑制电网谐波和电容器的谐波放大，提高电容器组承担谐波过电流、过电压和过负荷的能力，就能防患于未然，不断提高和改善电能质

无功功率补偿电容器与线路谐波的相互影响

ＤｎｏｃｎＹｉｇａ王ｉｉｇｅ。ｈ三量ａｇｈｇｕｄｕｑｎｚｎ
无功功率补偿电容器与线路谐波的相互影响
张协申
（南中平招标有限公司，南平顶山４７０）河河６００
摘
要：理论上深刻分析了无功补偿电容器与电网谐波相互影响的关系及造成的后果，出改善这一不良后果必须采取的补救措施，从指可
（）电系统产生的谐波电压叠加在补偿电容器的基波电压２供
上，使补偿电容器上的电压有效值增高，某次谐波电压的峰值若很高，可能使补偿电容器上瞬间电压很高，成运行中电容器有造发生的局部放电不能熄灭，能使补偿电容器损坏。可
不消耗有功功率，它参与了与电源的能量交换，就产生了无功但这
功率，低了电网的供电效率。降
当然我们希望供电系统的无功功率越小越好，但实际上无功
功率不可能为０也就是功率因数ｃｓ＝。，ｏｃｌ在供电系统中实际的负ｐ荷主要呈电感性的负载，以为了减小电网的无功功率，电网中所在
（）５
Ｒ１ｊｆ－Ｏ，Ｘ＋．
～
ｎ
式中，为补偿电容器ｃ的ｎ次谐波电抗，＝ｃ的基波电抗；五、和的定义与式（）同。Ｒ１相