谐波的危害系列之谐波对纯电容补偿柜的影响

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电网谐波对电容器的影响

定数量的奇次谐波；变压器的励磁电流中含
有奇次谐波成分，则会构成主要的稳定性谐波源；投切空载变压器和电容器时的合闸涌流也
会形成突发性谐波源。
２电网谐波对电容器的影响
由于电网谐波的存在，其便会在一定程
值是升高的，因此与之相对应的电容器工作寿命便会降低。
【关键词】电网谐波电容器影响通常在电容器的回路中，其通常会串联相应的电抗器，其中电容器的模型是电阻和电综上所述，在电力系统的运行中，电网谐波对电容器的运行具有非常重要的影响。因此，在实际的作业过程中，为了有效地促进我
１电网谐波的简要概述
理想情况下，电网的电压和电流均有纯正的正弦波曲线，但近些年来电网中使用大量各种非线性负荷产生了各次谐波注入电网，当谐波流入变电所装置时，电网谐波和电力电容器之间则会相互影响，从而导致电压电流波形畸变、危机电容器安全运行等重要设备造成不
得至关重要，其对保障电网的安全运行具有非常重要的作用。
２．１加大电容器回路电能的损耗
升高电容器的工作温度，而一般电容器的介质
工作温度越高，其老化速度也会增加，因此也

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

浅谈电网谐波对电容器的影响及其抑制技术

浅谈电网谐波对电容器的影响及其抑制技术摘要对电力系统中的谐波源与电容器间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LC回路,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,三相电力电子装置的谐波所注入系统的谐波电流会放大1.5-3倍。

在电力系统中,受电网高次谐波影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面。

1.1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,倾向增加每个周期中放电的次数,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,使介损增大,产生局部过热,并可能发展成绝缘击穿。

1.2热效应在谐波的作用下,电容器内损耗功率的增加从而引起电容器的发热和温升增加。

有机介质电容器的热老化寿命是和温度T-b成正比例,并且按照b=7.7(b是常数)或温升T,每上升8摄氏度,寿命缩短1/2。

1.3机械效应谐波电压作用下,装在构架上的电容器的外壳和接线上也有可能产生机械共振,电容器内的极板在交变库仑力与电动力的作用下,也会产生弹性振动。

这两个因素都会降低电容器的局部放电电压,使电容器震动和发出异音,以致外壳变形膨胀,导致电容器的早期损坏。

1.4绝缘效应电容器的绝缘介质材料一般是有机绝缘材料,其老化的一般规律是电容器工作电压的介质材料指数次方与介质工作寿命的乘积为常数。

电压每升高10%,电容器的寿命大约缩短1/2。

谐波对无功补偿电容器装置的影响及抑制方法

谐波对无功补偿电容器装置的影响及抑制方法作者：吴涛来源：《中国新技术新产品》2012年第21期摘要：目前，电网的无功补偿主要采用电容器。

但在实际应用中，如果不考虑好系统阻抗与电容器容抗之间的关系，则电容器投运后很容易与系统发生谐振，导致谐波放大。

事实上，只要我们在设计时避开其发生谐振的条件，这时电容器投运引起的谐波放大是完全可以避免的。

通过对无功补偿电容器串联电抗器的故障实例进行定性和定量分析，找出故障原因，拟定应对措施。

结果表明，通过对串联电抗器参数的调整，明显改善了无功补偿装置运行的安全与稳定性。

关键词：谐波；无功补偿；电容器；串联电抗器中图分类号：TH132.43 文献标识码：A电网谐波对无功补偿并联电容器的运行有较大影响，谐波电流叠加在电容器的基波电流上，使电容器的运行电流增大，温升增高，引起过热而降低电容器的使用寿命或使电容器损坏。

叠加在电容器基波电压上的谐波电压，不仅使电容器运行电压的有效值增大，而且可能使峰值电压增大很多，使电容器在运行中发生局部放电不能熄灭，这是电容器损坏的一个主要原因。

另外，无功补偿并联电容器对谐波电流还具有放大作用，电容器对谐波电流放大一般为2—3倍，谐振时可达20倍以上。

因此，有必要对电网谐波与无功补偿并联电容器之间的相互影响机理进行分析，正确认识谐波对无功补偿装置的影响和无功补偿并联电容器对谐波电流的放大作用，合理地配置电容器和电抗器，保证无功补偿装置和整个电网的安全运行。

1电网谐波的产生及其影响在工业和民用建筑电气设备中，有许多非线性负载，这些非线性负载能产生各次的高次谐波，被称为谐波电流源。

公用电网中的谐波源主要是各种电力电子装置（含家用电器、计算机等的电源部分）、变压器、发电机、电弧炉和荧光灯等。

工业用电系统中，大多数为三相负载，其三相整流装置所产生的特征谐波主要是5次及5次以上的高次谐波，而在民用建筑电气设备中，多数为单相负载。

这些单相整流装置产生的特征谐波主要是3次及3次以上的特征谐波。

高次谐波对并联电容器的危害及限制措施.doc

高次谐波对并联电容器的危害及限制措施摘要：由于电力系统中存在大量非线性阻抗特性的供用电设备，使电流、电压波形偏离正弦波，这一非正弦波形用傅里叶级数分解为一个直流分量、基波正弦量和一系列基波频率整数倍的正弦分量之和。

这部分频率大于基频的分量就是谐波。

谐波是一种干扰量，对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁。

本文主要分析了高次谐波及其对并联电容器的危害与限制措施。

关键词：高次谐波；并联电容器；危害；限制措施中图分类号：C35文献标识码： A引言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，这对电力系统的安全稳定运行带来很多不良影响。

在变电站里，并联电容器组是十分普遍的无功补偿装置。

在电网谐波的背景下，电容器组会发生并联谐振，引起谐波放大，导致电容器组故障或损坏。

因此，防止谐振对电网安全运行是十分重要的。

1、高次谐波的产生随着社会经济的不断繁荣，工业技术也在不断进步，高压系统中的非线性负荷明也表现出增多的明显趋势，并以此而导致的高次谐波的危害问题也越来越严重，而高次谐波产生主要表现在以下几方面：一是耗用电弧能的设备；二是各种阀型换流设备；三是铁磁性设备；四是其他，包括电解设备和某些家用电器等。

2、谐波对并联电容器的影响电容器装置是直接受到电源频率影响的，谐波对并联电容器组的影响主要可以分为3个部分：（1）热效应：谐波的电流作用会大大增加电流，从而引起额外发热，增大了功率损耗以及增加温升。

电容器介质的热老化规律为这些字母都代表着不同的含义，电容器的热老化寿命是用，常数是K代表，T代表着运行温度，同样b也是常数，它通常情况下都是一个定数，取7.7。

如果温度上升一个高度，基本上为7~8℃就会缩短一半的寿命。

有相关的研究表明，电容器寿命取决于多个方面的因素，主要为运行温度和箱壳最热点与介质最热点的温升之比，也就是散热的条件。

谐波作用会大大增加电容器电流波形陡度，加速电容器的温升，阻碍了散热，对于这种情况经常发生在谐振的时候。

11无功功率补偿电容器与线路谐波的相互影响

无功功率补偿电容器与线路谐波的相互影响1 概述在交流电路中无功功率是由线路电抗器(即电感或电容)，由于其两端的电压与流过的电流有9O。

的相位差，所以不能做功，也不消耗有功功率，但它参与了与电源的能量交换，这就产生了无功功率，降低了电网的供电效率。

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coscp=l。

在供电系统中实际的负荷主要呈电感性的负载，所以为了减小电网的无功功率，在电网中采用加入电力电容器，利用容抗来抵消一部分感抗，以提高功率因数。

由于在供电系统加入了电容，那么供电系统中产生的谐波与补偿电容器之间将产生相互影响，其主要表现为谐波对补偿电容器的影响和补偿电容器对谐波的放大。

下面就线路谐波与补偿电容器之间相互影响以及如何改善它们之间的相互影响作一些理论上的分析，以供工程技术人员在进行无功补偿装置选型时参考。

2 谐波对补偿电容器的影响谐波对补偿电容器的影响主要表现在2个方面，其负面影响会造成补偿电容器的损坏。

(1)供电系统产生的谐波电流叠加在补偿电容器的基波电流上，使补偿电容器的电流有效值增大，造成其温度升高，直接影响补偿电容器的寿命，严重的会使电容器损坏。

(2)供电系统产生的谐波电压叠加在补偿电容器的基波电压上，使补偿电容器上的电压有效值增高，若某次谐波电压的峰值很高，有可能使补偿电容器上瞬间电压很高，造成运行中电容器发生的局部放电不能熄灭，可能使补偿电容器损坏。

3 补偿电容器对谐波的放大假设在供电系统的负载中不含电容设备，并且不考虑传输线路中的电容，则供电系统的谐波阻抗为：-----------式中，R 为供电系统的n次谐波电阻；为供电系统的n次谐波电抗，饥=，；，为供电系统的工频短路阻抗。

在供电系统接入无功功率补偿电容器后，系统的谐波等效电路如图1所示。

此时，系统的谐波阻可表示为：-----------从式(1)和式(2)中可以看出，在未接入补偿电容器C之前，系统的谐波阻抗呈现为感性的：而接入补偿电容器之后，系统的谐波阻抗可能是感性的，也可能是容性的，这取决于L 和的大小。

谐波危害分析

谐波危害的详细分析一、对输电线路的影响谐波对电晕起始和熄灭的影响是峰一峰电压的函数。

峰值电压与谐波和基波的相角关系有关，所以即使有效值电压在限值以内而峰值电压高出额定值也是可能的。

因此,在输电线路的设计中要适当考虑这一影响,以降低事故的可能性。

超高压长距离输电线路，常采用单相自动重合闸来提高电力系统稳定性。

较大的高次谐波电流(几十安培以上）能显著地延缓潜供电流的熄灭,导致单相重合闸失败或不能采用较小的自动重合闸时间，不利于系统稳定运行.在电缆输电的情况下，谐波电压以正比于其幅值电压的形式增加了介质的电场强度。

这一影响增大了局部放电、介损和温升，缩短了电缆的使用寿命，增加了事故次数。

电缆的额定电压等级越高，谐波引起的上述危害也越大。

谐波电流流过导体表面时会产生集肤效应和邻近效应.集肤效应是指导体中有交流电流流过或者处于交变电磁场中，由于电磁感应使电流或磁通在导体中分布不均匀，越接近表面处电流密度或者磁通密度越大的现象。

电流频率越高，导体的电导率和磁导率越大，趋肤厚度就越小,这时只要导体的截面积稍大，集肤效应就会相当严重，使导体的电阻增大。

互靠近的导体中流过交流电流时，每一个导体不仅处于自身电流产生的磁场中，同时还处于其他导体产生的磁场中，这时各个导体中电流的分布和它单独存在时不一样,会受到邻近导体的影响，这种现象叫做邻近效应。

电流频率愈高，导体靠得愈近，邻近效应愈显著。

邻近效应和集肤效应是共存的，它会使导体中电流的分布更加不均匀,使导体的电阻更加增大。

以上两种现象都会使线路或设备产生更多的附加发热,从而影响绝缘寿命。

除此之外,由于谐波电流会产生较高频率的电场，这种情况下绝缘的局部放电加剧，介质损耗显著增加,致使温升增加,也会影响绝缘寿命。

电流流过导体,其热效应会引起导体发热，其大小由下面的公式决定：2ac P I R =I 为线路电流的有效值，用下式表示：I I ==式中：THDi －谐波电流的畸变率；2I 、3I 、…n I －2、3…n 谐波电流有效值； 1I －基波电流。

(完整版)谐波的危害

1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压和谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加线路损耗，浪费电网容量，2、影响供电系统的无功补偿设备，谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过电流和过负荷，在谐波场合下，电容柜无法正常投切，更严重的请况下，电容柜会将电网谐波进一步放大。

3、影响设备的稳定性，尤其是对继电保护装置，危害特大。

4、谐波的存在会造成异步电动机效率下降，噪声增大；使低压开关设备产生误动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响电力电子计量设备的准确性。

5、谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用容量和使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。

谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面：1、加大企业的电力运行成本由于谐波不经治理是无法自然消除的，因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热，从而加大了电力运行成本，增加了电费的支出。

2、降低了供电的可靠性谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。

谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，噪声增大，从而加速绝缘老化，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命，降低供电可靠性，极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。

3、引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源(变频或整流设备)以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。

当电网参数配合不利时，在一定的频率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，如不加以治理极易引发输配电事故的发生。

4、导致设备无法正常工作对旋转的发电机、电动机，由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗，从而降低发输电及用电设备的效率，更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩，可能引起机械共振，造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环，导致设备无法正常工作。

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。

谐波电流对电容器无功补偿的影响分析及防范对策

谐波电流对电容器无功补偿的影响分析及防范对策【摘要】谐波电流给电力系统带来诸多危害。

本文结合谐波电流的产生和危害，分析了谐波电流与无功补偿电容器的相互影响，就电容器无功补偿对谐波电流放大问题进行探讨，在此基础上提出了相应的对策建议，这对电网的可靠、经济运行具有实际意义。

【关键词】谐波电流；危害；电容器；放大；对策生产和生活中为提高电气设备的效率和可靠性，大量使用变频器等非线性设备，导致电网电压电流都含有程度不等的谐波分量。

并联电容器组在电力系统无功补偿环节起着保证电压质量的重要作用。

但实际运行中，电容器经常会出现熔断器发热、绝缘下降、电容值变化等故障。

分析其原因，谐波电流危害占很大的比例。

另外，无功补偿并联电容器对谐波电流还具有放大作用，电容器对谐波电流放大一般为2到3倍，谐振时可达20倍以上。

因此，须对谐波电流与电容器无功补偿之间的影响进行分析，进而采取必要的防范对策。

1.电网谐波的产生及其影响在工业和民用建筑电气设备中，有许多非线性负载，这些非线性负载能产生各次的高次谐波，被称为谐波电流源。

公用电网中的谐波源主要是各种电力电子装置、变压器、发电机、电弧炉和荧光灯等。

工业用电系统中，大多数为三相负载，其三相整流装置所产生的特征谐波主要是5次及5次以上的高次谐波，而在民用建筑电气设备中，多数为单相负载。

这些单相整流装置产生的特征谐波主要是3次及3次以上的特征谐波。

另外由于变压器磁化曲线的非线性，其励磁电流也含有高次谐波分量，其主要是3次谐波和5次谐波。

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，也对周围的通讯系统和公用电网以外的设备带来危害。

谐波的危害有很多方面，如谐波电流会使输电损耗变大，使电动机过热和运行不稳定，造成继电保护装置误动作等。

这里我们主要讨论非线性负载所产生的高次谐波电流对无功补偿电容器的影响。

2.谐波的放大现象在配电系统中常常会出现这种情况，当并联电容器投入运行时，会使并联电容器回路中流入的谐波电流大于非线性负载所产生的谐波电流，这就是所谓的谐波放大现象。

纯电容补偿面临的谐波影响及其解决方法

纯电容补偿面临的谐波影响及其解决方法田园【摘要】目前通过在负荷端并联电容器的无功补偿，基本能满足低压配电系统的无功需求。

但由于谐波的存在，无功补偿的电容可能导致谐波电流变大，补偿设备容易被过多的谐波电流损坏。

谐波可以通过安装具有适当电抗率的反应器得到有效抑制，由电容影响扩大的谐波电流也将被减小，补偿电路就能保证正常工作。

同时，部分谐波可以通过过滤器，使谐波含量在正常范围内，确保设备的正常运行。

%The current reactive power compensation can basically meet reactive demand in low -voltage distribution system by shunting capacitors at the load side .However, because of a certain amount of harmonics in distribution system , the reactive compensation using pure capacitance could cause the enlargement of harmonic current , the compensation devices are damaged by excessive harmonic current .Harmonics can be effectively suppressed by mounting reactors with suitable reactance rate , and the amplification of harmonic current caused by capacitor will be decreased , so the normal operation of compensation circuit isensured.Meanwhile, the partial harmonics can be filtered by active filters and passive ones to make harmonic content within normal limits so as to guarantee the normal operation of devices .【期刊名称】《四川电力技术》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】6页(P6-10,47)【关键词】补偿;谐波;电容电抗器【作者】田园【作者单位】南充电业局检修公司，四川南充 637007【正文语种】中文【中图分类】TM8640 引言在低压配电系统中的阻感性用电设备得到广泛的应用，造成电网的功率因率偏低，给用电设备以及电网造成比较大的危害。

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。

谐波的危害

1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变,另外相同频率的谐波电压和谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率,从而降低电网电压,增加线路损耗,浪费电网容量,2、影响供电系统的无功补偿设备,谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过电流和过负荷,在谐波场合下,电容柜无法正常投切,更严重的请况下,电容柜会将电网谐波进一步放大;3、影响设备的稳定性,尤其是对继电保护装置,危害特大;4、谐波的存在会造成异步电动机效率下降,噪声增大；使低压开关设备产生误动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰,影响电力电子计量设备的准确性;5、谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加,直接影响变压器的使用容量和使用效率；还会造成变压器噪声增加,缩短变压器的使用寿命;谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面：1、加大企业的电力运行成本由于谐波不经治理是无法自然消除的,因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热,从而加大了电力运行成本,增加了电费的支出;2、降低了供电的可靠性谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖,不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大;谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热,噪声增大,从而加速绝缘老化,大大缩短了变压器、电动机的使用寿命,降低供电可靠性,极有可能在生产过程中造成断电的严重后果;3、引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源变频或整流设备以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷,这些电气设备处于经常的变动之中,极易构成串联或并联的谐振条件;当电网参数配合不利时,在一定的频率下,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电力系统的安全运行,如不加以治理极易引发输配电事故的发生;4、导致设备无法正常工作对旋转的发电机、电动机,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗,从而降低发输电及用电设备的效率,更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环,导致设备无法正常工作;5、引发恶性事故继电保护自动装置对于保证电网的安全运行具有十分重要的作用;但是,由于谐波的大量存在,易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动,特别在广泛应用的微机保护、综合自动化装置中表现突出,引起区域厂内电网瓦解,造成大面积停电等恶性事故;6、导致线路短路电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差,达不到正确指示及计量计量仪表的误差主要反映在电能表上;断路器开断谐波含量较高的电流时,断路器的遮断能力将大大降低,造成电弧重燃,发生短路,甚至断路器爆炸;7、降低产品质量由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动,使生产误差加大,降低产品的加工精度,降低产品质量;8、影响通讯系统的正常工作当输电线路与通讯线路平行或相距较近时,由于两者之间存在静电感应和电磁感应,形成电场耦合和磁场耦合,谐波分量将在通讯系统内产生声频干扰,从而降低信号的传输质量,破坏信号的正常传输,不仅影响通话的清晰度,严重时将威胁通讯设备及人身安全;谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作;电网谐波造成电网污染,正弦电压波形畸变,使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障,情况日趋严重;本文全面论述了电力系统中谐波的危害及产生情况,希望能引起我们的高度重视;谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的,概括起来有以下几个方面：1.对供配电线路的危害1影响线路的稳定运行供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护,使得在故障情况下保证线路与设备的安全;但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作,因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用;晶体管继电器虽然具有许多优点,但由于采用了整流取样电路,容易受谐波影响,产生误动或拒动;这样,谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行;2影响电网的质量电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变;如民用配电系统中的中性线,由于荧光灯、调光灯、计算机等负载,会产生大量的奇次谐波,其中3次谐波的含量较多,可达40%；三相配电线路中,相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加,使中性线的电流值可能超过相线上的电流;另外,相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率,从而降低电网电压,浪费电网的容量;对电力电容器的危害当电网存在谐波时,投入电容器后其端电压增大,通过电容器的电流增加得更大,使电容器损耗功率增加;对于膜纸复合介质电容器,虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的倍,但如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值,使电容器异常发热,在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化;尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时,还可能使电网的谐波加剧,即产生谐波扩大现象;另外,谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形,尖顶电压波易在介质中诱发局部放电,且由于电压变化率大,局部放电强度大,对绝缘介质更能起到加速老化的作用,从而缩短电容器的使用寿命;一般来说,电压每升高1 0%,电容器的寿命就要缩短1/2左右;再者,在谐波严重的情况下,还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸;对电力变压器的危害谐波使变压器的铜耗增大,其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加;谐波还使变压器的铁耗增大,这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加,谐波使电压的波形变得越差,则磁滞损耗越大;同时由于以上两方面的损耗增加,因此要减少变压器的实际使用容量,或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量;除此之外,谐波还导致变压器噪声增大,变压器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸缩引起的,随着谐波次数的增加,振动频率在1KHZ左右的成分使混杂噪声增加,有时还发出金属声;由于谐波次数高频率上升,再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显,从而导致导体的交流电阻增大,使得电缆的允许通过电流减小;另外,电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联,提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联,在一定数值的电感与电容下可能发生谐振;对用电设备的危害对电动机的危害谐波对异步电动机的影响,主要是增加电动机的附加损耗,降低效率,严重时使电动机过热;尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场,形成与电动机旋转方向相反的转矩,起制动作用,从而减少电动机的出力;另外电动机中的谐波电流,当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动,发出很大的噪声;对低压开关设备的危害对于配电用断路器来说,全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热,同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难,且谐波次数越高影响越大；热磁型的断路器,由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热,使得额定电流降低与脱扣电流降低；电子型的断路器,谐波也要使其额定电流降低,尤其是检测峰值的电子断路器,额定电流降低得更多;由此可知,上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作;对于漏电断路器来说,由于谐波汇漏电流的作用,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作;对于电磁接角器来说,谐波电流使磁体部件温升增大,影响接点,线圈温度升高使额定电流降低;对于热继电器来说,因受谐波电流的影响也要使额定电流降低;在工作中它们都有可能造成误动作;对弱电系统设备的干扰对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰;其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比,传导则通过公共接地耦合,有大量不平衡电流流入接地极,从而干扰弱电系统;影响电力测量的准确性目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型,它们受谐波的影响较大;特别是电能表多采用感应型,当谐波较大时将产生计量混乱,测量不准确;谐波对人体有影响从人体生理学来说,人体细胞在受到刺激兴奋时,会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转,其频率如果与谐波频率相接近,电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场;谐波的产生总而言之,电网谐波来自于3个方面：一是发电源质量不高产生谐波；二是输配电系统产生谐波；三是用电设备产生的谐波;其中用电设备产生的谐波最多;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;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;它的大小与磁路的结构形式、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%;在用电设备中,下面一些设备都能产生谐波;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;经统计表明：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;其中主要是27次的谐波,平均可达基波的8%20%,最大可达45%;气体放电类电光源;荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源;分析与测量这类电光源的伏安特性,可知其非线性十分严重,有的还含有负的伏安特性,它们会给电网造成奇次谐波电流;家用电器;电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等,因具有调压整流装置,会产生较深的奇次谐波;在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中,因不平衡电流的变化也能使波形改变;这些家用电器虽然功率较小,但数量巨大,也是谐波的主要来源之一;。

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。

谐波的危害和治理

谐波的危害和治理什么是谐波谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。

谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。

电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。

谐波实际上是一种干扰量，使电网受到污染。

电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2?n?40。

三.谐波产生的原因及危害性谐波的危害表现为引起电气没备(电机、变压器和电容器等)附加损耗和发热:使同步发电机的额定输出功率降低，转矩降低，变压器温度升高，效率降低，绝缘加速老化，缩短使用寿命，甚至损坏:降低继电保护、控制、以及检测装置的工作精度和可靠性等。

谐波注入电网后会使无功功率加大，功率因数降低，甚至有可能引发并联或串联谐振，损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。

供电系统中的谐波危害主要表现在以下几个方面。

1、增加了发、输、供和用电设备的附加损耗，使设备过热，降低设备的效率和利用率。

由于谐波电流的频率为基波频率的整数倍，高频电流流过导体时，因集肤效应的作用，使导体对谐波电流的有效电阻增加，从而增加了设备的功率损耗、电能损耗，使导体的发热严重。

(1)对旋转电机的影响谐波对旋转电机的危害主要是产生附加的损耗和转矩。

由于集肤效应、磁滞、涡流等随着频率的增高而使在旋转电机的铁心和绕组中产生的附加损耗增加。

在供电系统中，用户的电动机负荷约占整个负荷的85%左右。

因此，谐波使电力用户电动机总的附加损耗增加的影响最为显著。

由于电动机的出力一般不能按发热情况进行调整，由谐波引起电动机的发热效应是按它能承受的谐波电压折算成等值的基波负序电压来考虑的。

试验表明，在额定出力下持续承受为3%额定电压的负序电压时，电动机的绝缘寿命要减少一半。

因此，国际上一般建议在持续工作的条件下，电动机承受的负序电压不宜超过额定电压的2%。

无功补偿装置中谐波的影响及其治理方案

无功补偿装置中谐波的影响及其治理方案无功功率补偿装置在电力供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。

所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。

合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。

反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统电压波动，谐波增大等诸多因素。

一、目前我国电力电网现状：目前, 随着电力电子技术的发展,具有非线性特性的变流装置和大容量的感性负载的使用, 电网中的谐波污染问题也越来越严重。

电网波形畸变, 使电力系统中的电压和电流不再是单一基波频率的正弦波, 此时就出现了谐波及无功问题。

下面就谐波的危害做个简单的介绍：1.谐波污染会使用电设备产生噪音、过热、振动、误动作甚至使其烧毁。

2.谐波是电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率。

3.谐波会使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏。

4.谐波会使局部产生并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，加大危害性。

5.谐波还会导致继电保护和自动装置的误动作，同时对通讯系统产生干扰等等因素。

二、谐波对电容补偿柜的影响：我国规定电网中谐波含量在8%-10%范围内为中度污染，此时电网中的设备可以正常工作，但对于特殊设备就会产生重要严重影响。

例如对于无功补偿中的电容（一般我公司选择的是德力西BSMJ系列的电容器）来说，一般不具备抗谐波能力，如果电容在此环境下工作，将会在谐波的作用下产生谐振，此时将在电容器内部产生数倍于额定电流的谐振电流，长时间运行将会降低电容的容量、老化电容绝缘性能甚至击穿电容等。

下面就部分补偿方案做进一步的分析。

三、无功补偿方案比较：方案一：无源滤波补偿方案（见图1-1）此无源滤波补偿方案是我们公司在以前工程设计时所经常采用的补偿方案，此方案由限流电抗器和电容器组成简单的LC滤波器。

限流电抗器是根据电抗器对电流的拒流特性来实现电容器组在投切过程中产生的投切过电流的抑制作用，起到平波功能，同时限流电抗器的电感和串联电容器组成串联谐振电路，在谐振频率下呈现出很低的阻抗。

谐波污染对电容器柜的影响及应对措施

配网自动化低压电器(2007№15)通用低压电器篇梁立军(1970—),女,高级工程师,从事工业电气自动化工作。

谐波污染对电容器柜的影响及应对措施梁立军(华宇工程有限公司,河南平顶山　467002)摘　要:介绍了谐波污染对电容器柜的影响及应对措施。

针对功率因数控制器使用不当和配电系统内存在的谐波,利用串联电抗器和有源电力滤波器优化设计了无功功率补偿系统。

该系统有效减少了电气成套设备的电能质量污染。

关键词:谐波电流;谐振;调谐电抗器;有源电力滤波器中图分类号:T M 761+.1　文献标识码:A 文章编号:100125531(2007)1520041203The I n fluence of Harm on i c Polluti on to Ca pa c itorCa b i n et an d Its Defence M ea sur eL I ANG L ijun(Huayu Engineering Co.,Ltd.,Pingdingshan 467002,China ) Abstra c t:The i nfluence of harmonic pollution to capac it or cabinet and its defence m easure were introduced .A i m i ng a twrong applica tion for po wer factor controll e r and ha r monics whi ch exist in power distributi on syste m ,the reac tive po we r co mpens a t or wa s desined opti m ally by usi ng se ria l reac t or and active po wer filter .In effect,the sys 2tem reduced po wer qua lit y polluti on for whole s e t electrical equip m ent .Key word s:harm on i c cur r en t;r e s onan ce;harm o n i c a dju st m en t r ea ctor;a ct i ve power f ilter0　引　言随着节约型社会的建立和环保意识的增强,要求电气设计人员在设计中选用智能型、绿色环保和具有高技术含量电气产品。