无功补偿与谐波治理技术(铜业协会)
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。
无功功率补偿、谐波治理等技术的应用
无功功率补偿、谐波治理等技术的应用众所周知, 利用无功功率补偿技术来挖掘现有电力资源的潜力, 是一种能够迅速见效的、切实可行的措施之一, 同时也能够节约大量的电力能源。
1.无功功率补偿技术应用方案的确定1.1无功功率补偿的概念1.1.1无功功率和有功功率一样是输配电网中不可缺少的组成部分, 无功功率对供电系统负载系统的正常运行是十分重要的、也是必需的。
1.1.2由于电网中存在大量的感性负载, 所以就需要供电部门提供足够的无功功率。
如果这些无功功率都有发电机(厂)发出并通过长距离的输电线路传送到所需的地方, 这显然是不合理、不经济的, 实际上也是不可能的。
而合理的也是最有效的方法就是在需要无功功率的地方或附近产生(发出)无功功率, 即无功功率补偿。
1.2无功功率补偿的作用1.2.1由于无功功率的存在, 对电网也会带来不利的影响, 主要表现在以下方面:(1) 无功功率的增加, 导致电流的增大和视在功率的增加, 从而使发电机、变压器、起动及控制设备和导线等电气设备容量的增加。
(2) 供电设备及线路损耗增加。
(3) 变压器及线路的电压降增大, 使供电网电压产生波动。
在电网中, 有功功率的波动一般对电网电压的影响较小, 电网电压的波动主要是无功功率的波动引起的。
如果是冲击性无功功率负载, 还会使电网产生剧烈的波动, 甚至发生事故。
1.2.2无功功率补偿的作用就是要尽量减少无功功率对电网的影响。
其作用主要有:(1) 提高供电系统及负载的功率因数, 降低输电线路及用电设备的容量和负荷, 减少功率消耗。
(2) 稳定用电端及电网的电压, 提高供电质量, 增加输电系统的稳定性, 提高输电能力。
(3) 平衡三相负荷, 减少无功功率对电网的冲击。
1.3无功功率补偿的方法随着电力电子控制技术和计算机应用技术的逐步成熟, 用于无功功率补偿的方法日益增多, 且补偿效果也越来越明显, 其带来的经济效益和社会效益也是巨大的。
1.3.1同步调相机同步调相机是早期的无功功率补偿方法, 已实际应用数十年, 在电压和无功功率控制中发挥了非常重要的作用, 同步调相机不仅能补偿固定的无功功率, 对变化的无功功率也能进行动态的连续的补偿, 而且对于容性、感性无功功率均能起到补偿的作用。
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用随着我国经济的快速发展和工业化进程的加快，配电网系统正面临着越来越复杂的问题。
无功功率和谐波是影响系统稳定性和供电质量的两个重要因素。
研究配电网无功补偿及谐波治理技术并进行应用对提高电网运行质量和效率具有重要意义。
无功功率是电能系统中与有功功率相对的一种功率形式。
在配电网系统中，无功功率的存在会导致电网电压下降，影响电力设备的运行及系统的稳定性，甚至引发供电中断等问题。
无功功率的补偿及控制成为提高配电网系统运行效率和质量的重要手段。
目前，常见的无功补偿技术包括静态补偿和动态补偿两种形式。
静态无功补偿技术主要包括无功补偿装置和容性无功补偿装置。
无功补偿装置通过电容器或电感器等无源元件来对电网进行无功功率的补偿，从而改善电网的功率因数和稳定性。
而容性无功补偿装置则是通过改变电容量来实现对系统的无功功率调节，提高电网的运行效率。
这种技术不仅能够提高系统的功率因数，还可以减少线路损耗，降低系统的运行成本。
动态无功补偿技术则是通过可控电容器和STATCOM等设备来实现对系统无功功率的动态调节。
这种技术具有响应速度快、补偿效果好、控制精度高等优点，能够更好地适应配电网系统的动态变化，提高系统的稳定性和可靠性。
随着非线性负载设备在配电网系统中的普及，谐波问题日益突出。
谐波是指在电力系统中频率为电网基频的整数倍的电压或电流的波动现象，它会导致电网电压失真、电流失真、电力设备损坏等问题，严重影响了系统的供电质量和运行稳定性。
为了解决配电网系统中的谐波问题，谐波治理技术应运而生。
谐波治理技术的研究主要包括被动谐波滤波器、主动谐波滤波器和混合谐波滤波器等几种形式。
被动谐波滤波器是一种通过串联或并联电抗器等被动元件来滤除谐波的技术，其结构简单、成本低廉，但对谐波的补偿效果有限。
主动谐波滤波器则是一种通过电子器件实现对谐波信号的主动抑制技术，具有补偿效果好、动态响应快等优点，但成本较高。
谐波治理与无功补偿
谐波治理与⽆功补偿1：什么是谐波：电⼒系统中有⾮线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以⼯频50HZ供电，当⼯频电压或电流作⽤于⾮线性负载时，就会产⽣不同于⼯频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于⼯频频率的正弦电压或电流，⽤富⽒级数展开，就是⼈们称的电⼒谐波。
从⼴义上讲，由于交流电⽹有效分量为⼯频单⼀频率，因此任何与⼯频频率不同的成分都可以称之为谐波.在电⼒系统⽅⾯，谐波是指多少倍于⼯频频率的波形，简称“次”，是指从2次到30次范围，如5次谐波电压（电流）的频率是250赫兹，7次谐波电压（电流）的频率是350赫兹；3、5、、7、9、11、等叫做其次谐波，超过13次的谐波称⾼次谐波。
近三四⼗年来，各种电⼒电⼦装置的迅速发展使得公⽤电⽹的谐波污染⽇趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发⽣，谐波危害的严重性才引起⼈们⾼度的关注。
: 电⼒谐波对电⼒⽹（包括⽤户）危害是⼗分严重的，它是⼀种电⼒污染，随着经济展，⼤功率可控硅的⼴泛应⽤，⼤量⾮线性负荷增加，特别是电⼦技术、节能技术和控制技术的进步，在化⼯、冶⾦、钢铁、煤矿和交通等部门⼤量使⽤各种整流设备、交直流换流设备和电⼦电压调整设备，电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电⽓机车等与⽇俱增，同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家⽤电器等普及使⽤，使得电⼒系统波形严重变形。
2：:电⼒谐波的主要危害有：（1）引起串联谐振及并联谐振，放⼤谐波，造成危险的过电压或过电流；（2）产⽣谐波损耗，使发、变电和⽤电设备效率降低；（3）加速电⽓设备及电⼒变压器绝缘⽼化，使其容易击穿，从⽽缩短它们的使⽤寿命；（4）使设备（如电机、继电保护、⾃动装置、测量仪表、电⼒电⼦器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；（5）⼲扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚⾄损坏通信设备。
（6）使开关（断路器）过载，造成经常性跳闸。
由于谐波电流在导体表⾯流动，引起导体发热，降低了开关的实际容量所致。
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。
无功补偿与谐波治理
无功补偿与谐波治理在现代电力系统中，无功补偿与谐波治理是两个至关重要的课题。
它们对于提高电能质量、保障电力设备的正常运行以及降低电力损耗都有着举足轻重的作用。
首先，我们来谈谈无功补偿。
无功功率，简单来说，就是那些在电力系统中没有被实际消耗掉，但在电能传输和转换过程中又必不可少的功率。
比如说，电动机在运行时需要建立磁场，这部分用于建立磁场的功率就是无功功率。
无功功率的存在会给电力系统带来一些问题。
一方面，它会增加电力线路的电流，从而导致线路损耗增加。
想象一下，电流就像水流，无功功率让水流变大，在流经管道（线路）时，与管道的摩擦（线路损耗）也就更大了。
另一方面，无功功率不足会导致系统电压下降。
电压就像水压，如果水压不足，水流就无力，电器设备就可能无法正常工作。
为了解决这些问题，我们就需要进行无功补偿。
无功补偿的方法有很多种，常见的有电容器补偿、电抗器补偿以及静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）等。
电容器补偿是一种比较传统且常见的方法。
电容器就像一个能量储存器，在系统无功功率不足时释放储存的能量，提供无功支持。
它具有成本低、安装方便等优点，但也存在一些局限性，比如补偿效果可能会受到系统电压波动的影响。
电抗器补偿则主要用于限制短路电流和吸收系统中的过剩无功功率。
它通常与电容器配合使用，以达到更好的补偿效果。
SVC 和 STATCOM 则是较为先进的无功补偿装置。
SVC 通过控制晶闸管的导通角来调节接入系统的无功功率。
STATCOM 则基于电力电子技术，能够快速、连续地调节输出的无功功率，具有响应速度快、补偿精度高等优点。
接下来，我们再说说谐波治理。
谐波是什么呢？谐波是指电力系统中电流或电压的频率为基波频率整数倍的分量。
打个比方，基波就像音乐中的主旋律，而谐波则是一些不和谐的杂音。
谐波的产生主要源于电力电子设备的广泛应用，比如变频器、整流器等。
这些设备在工作时会使电流或电压发生畸变，从而产生谐波。
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用随着工业化和城市化的不断发展，电力系统中出现了越来越多的无功功率和谐波问题，给电网稳定运行带来了严峻的挑战。
为了解决这些问题，配电网无功补偿及谐波治理技术被广泛研究和应用。
本文将重点探讨这两方面的技术研究及应用现状和未来发展趋势。
一、无功补偿技术研究及应用1. 无功功率的产生及影响在配电网中，负载和电力设备不断变化会产生很多的无功功率，导致电网谐波过大、电压波动、损耗加剧等问题。
无功功率的存在对电网稳定运行和电力质量造成了严重影响，无功补偿技术成为解决这一问题的重要手段。
2. 无功补偿技术分类及原理目前，无功补偿技术主要包括静止无功补偿（SVC）、静止无功发生器（STATCOM）、电容器无功补偿、电抗器无功补偿等。
静止无功补偿设备通过电容器或电抗器来补偿电网中的无功功率，改善电网的功率因数。
而STATCOM则是采用电力电子器件实现对无功功率的实时调节，能够更加灵活地应对电网中的无功功率问题。
目前，国内外配电网无功补偿技术已经得到了广泛应用，特别是在大型工矿企业、城市轨道交通、电力变电站等领域。
这些应用不仅改善了电网的功率因数，还提高了电网的稳定性和可靠性。
4. 无功补偿技术发展趋势未来，无功补偿技术将继续向着智能化、高性能、集成化的方向发展。
随着电力电子技术的不断成熟和发展，无功补偿设备将更加智能化，能够实现对电网无功功率的精确控制，并且结合大数据和人工智能技术，实现对电网无功功率的预测和优化控制。
电力设备和负载的非线性特性会导致电网中的谐波产生。
谐波会引起电网中电压和电流的畸变，导致设备损坏、能效降低、电磁干扰等问题，严重影响电力系统的正常运行。
谐波治理技术主要包括有源滤波器、无源滤波器和混合滤波器等。
有源滤波器通过控制电力电子开关元件的工作状态，主动补偿电网中的谐波成分；无源滤波器则采用谐波滤波器单元来衰减电网中的谐波成分；而混合滤波器则是有源滤波器和无源滤波器的结合，能够更好地满足电网谐波治理的需求。
谐波治理与无功补偿的相关知识
谐波治理与无功补偿的相关知识第一周！！！！！！什么是谐波？交流电网中有效分量为工频单一频率，任何与工频频率以外的成分都可以称之为谐波。
由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。
谐波是由非线性负载带来的弊端谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量分为奇次谐波和偶次谐波，奇次谐波危害更多更大谐波有哪些危害?1 加大了企业的电力运行成本谐波降低电力的使用效率并累积叠加，导致耗损增加2 降低了供电的可靠性缩短供电设备的使用寿命3 引发供电事故的发生有可能产生过电压或过电流4 导致设备无法安全工作对旋转的发电机、电动机等设备，谐波会干扰设备运转，可能导致机械共振5 引发恶性事故去影响继电保护自动装置正常工作，导致区域停电，6 导致线路短路断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的遮断能力大幅下降，造成遮断能力，造成电弧重燃，发生短路，甚至爆炸7 降低产品质量由于谐波的长期存在，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谐波会破坏经典感应和电磁感应，形成电场和磁场耦合，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，严重时威胁通讯设备及人身安全哪些配电设备会产生谐波？配电变压器，断路器，刀闸开关，电压互感器，电流互感器，避雷器，开关柜，配电屏，发电机，碰焊机、电弧焊、氩弧焊、中频炉、电弧炉、变频器、矿热炉、锰矿炉、电石炉、硅铁炉、工频电炉、节能灯、荧光灯、金卤灯、钠灯、汞灯、氪灯、氚灯气体放电的照明灯具。
非线性负载滤波器无功率补偿设备与设备之间的干扰在客户面前当专家滤波器是安装后立即生效清理谐波吗？无功率补偿是有源滤波器的特性吗？还是另一种处理谐波的方法？我们什么时候去工厂看实物呢？GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差GB/T 14549-93 电能质量公用电网谐波GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡GB/T 24337-2009 电能质量公用电网间谐波GB/T 18481-2001 电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T 19862-2005 电能质量监测设备通用要求第二周一、技术基础类1、什么叫无功？什么叫有功？它们的相互关系？（不少于100字）有功功率（P）是指保持设备运转所需要的电功率，也就是将电能转化为其它形式的能量（机械能，光能，热能等）的电功率；无功功率（Q）是指电气设备中电感、电容等元件工作时建立磁场所需的电功率。
电力系统中的谐波治理与无功补偿技术
电力系统中的谐波治理与无功补偿技术【正文】一、引言电力系统中的谐波问题和无功补偿技术是近年来电力行业亟需解决的重要问题之一。
随着电力系统的发展和电能质量的要求不断提高，谐波及无功补偿技术的研究和应用变得日益重要。
本课题报告旨在全面介绍的相关原理、方法和应用，以期为电力系统的运行和管理提供参考。
二、谐波问题的研究与分析1. 谐波基础知识：介绍谐波的基本概念、特点以及对电力系统的影响。
2. 谐波源与谐波分析：对谐波源的分类及基于电力系统的谐波分析方法进行详细阐述。
3. 谐波特性与控制策略：探讨电力系统中谐波的特征、频谱以及相应的谐波控制策略。
三、电力系统中的谐波治理技术1. 调制技术：介绍谐波治理中的调制技术，并详细阐述常用的PWM调制技术。
2. 谐波传输与隔离技术：分析谐波传输与隔离技术的原理和方法，重点讲解谐波滤波器的设计和应用。
3. 谐波抑制与补偿技术：探讨主动与被动谐波抑制与补偿技术的原理、方法和应用场景。
四、无功补偿技术在电力系统中的应用1. 无功补偿的基本原理：阐述无功补偿的基本概念、作用和分析方法。
2. 无功补偿装置的分类与特点：介绍无功补偿装置的分类及各自的特点与适用场景。
3. 无功补偿策略与控制方法：讨论电力系统中常用的无功补偿策略与控制方法，并对比分析其优劣。
五、谐波治理与无功补偿技术的应用案例分析1. 电力系统中的谐波治理案例分析：选取实际电力系统中的谐波治理案例，阐述具体的谐波问题和相应的解决方案。
2. 无功补偿技术应用案例分析：选取不同场景的电力系统无功补偿案例，分析其应用效果和经济性。
六、谐波治理与无功补偿技术的发展前景与挑战1. 技术发展趋势：展望谐波治理与无功补偿技术未来的发展方向和趋势。
2. 技术挑战与解决方案：分析目前谐波治理与无功补偿技术面临的挑战，并提出相应的解决方案与措施。
七、结论本课题报告对于进行了全面、系统的介绍和分析，强调了谐波治理与无功补偿技术在电力系统中的重要性和应用价值。
供电系统的无功补偿与谐波治理
供电系统的无功补偿与谐波治理1引言近年来，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恰当将会造成电网谐波电压和电流的严重放大?熏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；治理谐波的装置通常也是补偿无功的装置。
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。
成都伯乐电气设备有限公司为客户提供无功功率补偿、电网谐波治理、电能质量在线监测；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?熏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?熏输出的谐波电势分量很小几乎可以忽略。
因此?熏在供电系统中存在并实际发生作用的谐波源?熏主要是谐波电流源。
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?熏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?熏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。
无功补偿与谐波治理新技术
无功补偿与谐波治理新技术减小谐波影响应优先对谐波源本身或在其附近采取适当的技术措施，主要措施如表4-1所列。
实际措施的选择要根据谐波达标水平，措施的效果，经济性和技术成熟程度等综合比4.1 常规的并联无功补偿装置常规的并联无功补偿装置，即并联电容器组补偿方式，这是传统的补偿方式，适用于低压配电系统，也适用于中高压系统。
主要特点是：简单，占地少，造价低廉。
主要作用是：补偿设备或电网中的无功，对中、低压用电设备可实现就地补偿；提高功率因数，减少无功的远距离输送，降低线损；提高电压。
达到节能降损的目的。
主要缺点是：对有谐波存在的系统中，电容器因为谐波过载、谐振等原因，造成电容器组不能正常投运或烧损。
如果保户配置不当，还会引起事故扩大。
4.2 无功补偿兼滤波方式这种补偿方式仍然是以无功补偿为主，针对系统中主导谐波的次数，串联一个固定参数的电抗器。
用以限制涌流，并滤除一部分的某次主导谐波。
如：对于系统中，3次谐波较大时，串联12%的电抗器；5次谐波较大时，串联4.5%的电抗器；等等。
主要特点是：简单，造价低廉。
主要作用是：补偿设备或电网中的无功，对中、低压用电设备可实现就地补偿；提高功率因数，减少无功的远距离输送，降低线损；同时避免了由于系统谐波较大造成电容器不能正常投运的情况；提高电压。
达到节能降损的目的。
主要缺点是：对于系统中谐波含量较大，且谐波次数较多，既谐波频谱丰富的情况，仍然回造成电容器组的谐波过载、谐振等原因，造成电容器组不能正常投运或烧损。
4.3滤波器组方式（FC）由电力电容器、电抗器(常用空心的)和电阻器适当组合成若干滤波器支路的“无源型”交流滤波装置。
该装置和谐波源并联运行。
这种方式以滤波和无功补偿兼顾的方式，以滤波为主。
可以滤除由于用电设备在生产过程中产生谐波污染，保证公共母线和电网电能质量；同时实现就地补偿；提高功率因数，减少无功的远距离输送，降低线损；达到节能降损的目的。
主要特点是：滤波和无功补偿效果好，占地较多，造价较高。
谐波的治理以及无功功率的补偿
、有源滤波装置的适用场合
有源滤波器主要的应用范围是计算机控制系统的供电系统， 尤其是写字楼的供电系统，工厂的计算机控制供电系统。
、有源滤波装置的现状
对单台的有源滤波装置而言，其利润是可观的，但用户一 般不愿意用有源滤波，对于谐波的含量，不必滤得太干净， 只要不危害其他用电器也就可以了。
#2022
#2022
、无功补偿概述
使载大、耗增、要备时设使流、 供，，使增大无加、，备发增无 电还如线加，功大测电容电大功 质会果路，因功。量力量机和功 量使是及这而率 仪用和、视率 严电冲变是使的 表户导变在的 重压击压显设增 的的线压功增 降产性器而备加 尺起容器率加 低生无的易及， 寸动量及增， 。剧功电见线使 和及增其加会
02
近30年来，电力电子装置的应用日益广泛，也使得电力电子装置成为最大的谐波源。在各种 电力电子装置中，整流装置所占的比例最大。目前，常用的整流电路几乎都采用晶闸管相控 整流电路或二极管整流电路，其中以三相桥式和单相桥式整流电路为最多。带阻感负载的整 流电路所产生的谐波污染和功率因数滞后已为人们所熟悉。直流侧采用电容滤波的二极管整 流电路也是严惩的谐波污染源。这种电路输入电流的基波分量相位与电源电压相位大体相同， 因而基波功率因数接近1。 但其输入电流的谐波分量却很大，给电网造成严重污染，也使得 总的功率因数很低。另外，采用相控方式的交流电力调整电路及周波变流器等电力电子装置 也会在输入侧产生大量的谐波电流。
产生的原因：由于正弦电压加压于非线 性负载，基波电流发生畸变产生谐波。 主要非线性负载有UPS、开关电源、 整流器、变频器、逆变器等。
谐波的分类
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。 谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分 析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基 波倍数的谐波的正弦波分量。 根据谐波频率的不同，可以分为：
电网无功补偿及谐波治理技术研究
电网无功补偿及谐波治理技术研究一、引言随着电力系统的发展，无功补偿和谐波治理技术逐渐得到广泛应用。
无功补偿技术可以解决电力系统中的劣功率问题，提高系统电能利用效率和电网供电质量；而谐波治理技术则可以有效遏制谐波污染，维护电力系统的正常运行。
本文将围绕电网无功补偿及谐波治理技术展开深入的研究和讨论。
二、无功补偿技术无功补偿是指在电力系统中，通过一系列措施使得功率因数提高至较高的水平。
无功补偿主要有容性补偿和电抗性补偿两种方式。
1.容性补偿容性补偿是指通过并联电容器的方式来进行无功补偿。
电容器能够吸收和释放电能，因此可以平衡电力系统中的无功功率，提高功率因数。
容性补偿可以有效地改善电力系统中的劣功率问题，提高电网供电质量。
但是，容性补偿也存在一些缺点，例如电容器本身的损耗问题，以及可能引起谐波污染等问题。
2.电抗性补偿电抗性补偿是指通过串联电抗器或者并联电抗器的方式来进行无功补偿。
电抗器可以吸收或者放出电能，从而平衡电力系统中的无功功率。
与容性补偿相比，电抗性补偿可以更加精确地进行无功补偿，通过精确的选择电抗器参数，可以避免容性补偿中可能引起的谐波污染和电容器本身损耗的问题。
但是，电抗性补偿也存在一些缺点，例如容易受到系统电压变化的影响，需要进行灵敏的实时控制。
三、谐波治理技术电力系统中的谐波是指频率为原有电力频率的整数倍的周期性振动。
谐波污染会导致电力系统中的电压波动，损坏电力设备，影响供电质量。
因此，谐波治理技术是非常必要的。
1.谐波滤波器谐波滤波器是一种用于隔离电力系统中谐波信号的装置。
谐波滤波器中包含一系列谐振电路，可以针对特定的谐波频率进行过滤。
谐波滤波器能够有效地抑制谐波污染，维护电力系统的供电质量。
2.有源谐波抑制器有源谐波抑制器是一种通过反馈控制实现谐波抵消的装置。
有源谐波抑制器可以自适应地抑制谐波信号，达到谐波约束的目的。
与谐波滤波器相比，有源谐波抑制器具有更好的调节性能，更加适用于谐波严重的情况。
无功补偿与谐波治理
取
。
。
因 为 虽 然 线路 电压 的 波 动 主要 由无
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或偏低时
,
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, ,
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。
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,
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, 。 ,
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、 、
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、
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。
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,
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,
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, ,
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、
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。
。
。
这 是 从 电 力 系 统 角 度 考 虑 问 题 韵 方法
谐波治理及无功补偿方案参考
一、概述：1、无功补偿的意义1、补偿无功功率可以增加电网中有功功率的比例常数2、减少发供、电设备的设计容量,减少投资,例如当功率因cosΦ=增加到cos4=时,装1Kvar电容器可节省设备容量；反之,增加；对原有设备而言,相当于增大了发、供电设备容量.因此对新建、改建工程,应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资.3、降低线损,由公式△P%=1-cosΦ/cosΦX100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数,cosΦ为补偿前的功率因数则cosΦ>cosΦ,所以提高功率因数后,线损率也下降了.减少设计容量,减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益,所以功率因数是考核经济效益的重要指标规划、实施无功补偿势在必行.2、谐波治理的意义1、谐波的产生近年来,电力电子装置应用日益广泛,但它们也是最严重、最突出的谐波源,在各种电力电子装置中,整流装置所占的比例最大.整流电路是一种将交流电能转换为直流电能的变换器.变频装置是一种前段将交流电能变换为直流能的变换器,它在生产过程中必然会产生较大的谐波,且功率因数达不到的要求.变频装置是三相桥式,整流后是6脉动的,根据谐波理论分析,它产生的特征谐波为5、7、11、13、17、19……次,表达方式为h=6N±1N=1,2,3,4,…正整数,特征谐波的电流与基波电流关系为：Ih =I1/h.变频装置在额定运行时,产生的5次谐波对基波含有率通常低于15%,7次低于8%,11次低于5%,13次低于2%.在负荷较小时,虽然谐波含有率较高,但实际向电网注入的谐波电流并不大,同时11次及以上高次谐波虽然与低于7次的谐波电流相比数值较小,但由于低压侧短路容量较小,其阻抗相对较大,故对谐波电压含有率及低压侧波形畸变率影响较大.所以11次以上谐波对电网影响不容忽视.2、谐波的危害变频装置产生的谐波电流,对系统可产生较大的影响,它不仅会产生较大的发热损耗,而且会加速电气设备的绝缘老化,特别是对电缆、变压器运行、电机运行非常不利.此外,产生谐波严重时,也会对自动控制系统和保护装置产生干扰,使其误动作,影响电网的正常安全运行.此外,谐波也会对变电站和其它用户的无功补偿电容器产生严重的影响,使其不能投运,若投运可产生谐波放大,严重时将烧坏设备,这在以后运行时特别注意,变电站和用户不要投入无谐波抑制的电容器组.二、某公司谐波治理及无功补偿方案1、某公司,使用变压器1250KW三台,负载是六脉中频炉,产生大量谐波注入电网,其他设备使用3150KVA变压器两台,主要是负载变频器,大功率电动机,同样产生谐波和需要无功功率补偿.谐波治理及无功补偿采取分散、集中治理谐波方法,即在谐波源总负荷前端安装谐波治理设备,这样就治理整个电网的谐波,谐波治理及无功补偿效率高,投资少.2、某公司,1250KVA变压器负载中频炉同时使用两台,谐波治理及无功补偿设备也采用两套.现场每台中频炉运行参数如下根据以往测试其他设备状况：输入功率：1250KW输入电压：660V功率因数：电压谐波畸变：15%左右具体需要现场实测.以实际测量为主.3、两台3150KVA变压器,负载形式较多,有变频器,电动机；根据通用电网数据,功率因数大约在左右,由于变频器使用较多,谐波畸变大约在10%左右.谐波治理及无功补偿形式,每台变压器3150KVA配一套谐波治理及无功补偿设备.实际情况测试后具体确定.三、谐波治理和无功补偿遵循标准国内外经验表明当电压波形畸变率在大于8%时对电子设备和运行中电气设备造成较大影响,大于10%时对其它用户电气设备有严重影响.在这种工况下,纯无功补偿电容器根本不能投运,对电缆、变压器等设备使用寿命有不良影响,产生大量的谐波电流会造成谐波发热损耗.因此,有必要加以治理.在进行设计低压滤波器时,通常应结合实际情况,给出具体的设计要求和谐波源及设备的运行资料.根据了解的负荷情况,我们拟采取在谐波治理的同时结合全厂的无功补偿需求,使谐波指标满足国标,同时实际功率因数达到左右.装置设计遵守的标准为满足国标规定的技术规范要求：1．GB12326-2000 “电能质量电压波动和闪变”2．GBH14549 “电能质量公用电网谐波”3．DLH599-1996 “城市低压配电网改造技术导则”“标称电压10V及以下交流电力系统用非自愈式并联电容器”综合治理后达到的性能参数满足国标规定要求1使得谐波源向系统注入电网的各次谐波电流符合国标要求,在负荷达到额定运行时,总畸变含量：U≤5%,In≤10%.N2无功补偿及滤波装置运行时不会对其它电气设备产生不良影响和干扰,设备自身安全可靠运行.3补偿后力率在左右,本次方案无具体指标要求,且不向系统倒送无功.4装置采用自动投切,跟踪负荷进行自动补偿,当负荷全停时,装置将自动全停.四、具体滤波和补偿方案的确定1滤波谐波和谐波电流的确定从一般交流供电的直流系统设计原理可知,它是通过三相桥式整流装置进行整流来获得直流电流的,三相桥式整流装置正常运行必然产生较大的谐波电流,且功率因数也达不到经验值在左右的要求,一般三相桥式整流设备在正常运行工况下,产生的谐波电流主要是5、7、11、13、17、19……次,它的主要特征谐波为h=6K±1,K正整数,产生的特征谐波电流与基波电流关系为：Ih=I1/h.考虑到控制器运行燃弧角或换向角的影响,装置负荷在额定负荷运行时,产生的5次谐波对基波含有率通常低于20％,7次低于14％,11次低于9％,13次低于7％.在负荷较小时,虽然谐波含有率较高,但实际向电网注入的谐波电流并不大,同时11次以上高次谐波虽然与低于7次以下的谐波电流相比数值较小,但由于低压侧短路容量较小,其阻抗相对较大,故对谐波电压含有率及低压侧波形畸变率影响较大,这是滤波器设计时的一个矛盾,直接影响到运行效果和设计成本.由此可知,其产生的谐波电流主要是5次谐波,7次相应次之,11、13次及以上相对较小,但考虑到11次以上高次谐波对电压畸变率的贡献影响,对11次也需加以限制,实际滤波支路将以5次为主,7次为辅,同时考虑11次以上的高通滤波.另外,还需防止对3次和其它谐波的放大影响,这在各支路设计通盘考虑.现场谐波源由三台400KW中频电源及其他一些小负载产生,预计产生谐波源总负荷1500KW,根据现场情况,采用集中治理谐波方法,即在谐波源总负荷前端安装谐波治理设备,这样就治理整个电网的谐波.五、原先补偿实例：1250KVA补偿装置投切前后母排上的各次谐波电压畸变率的统计数据如下表所示：表1 投切前后母线谐波电压统计值1）测试曲线图2 电压变化曲线图3 电流变化曲线图4 A相有功变化曲线图5 A相无功变化曲线图6 功率因数图7 电压总畸变率及主要谐波电压变化曲线％图8 总畸变电流及主要谐波电流变化曲线A 1)滤波装置投入前后电压、电流波形图9 滤波装置投入前电压、电流波形图10 滤波装置投入后电压、电流波形4测试结论滤波补偿装置投运,有效地滤除了大量的谐波电流,使主要的5、11次谐波电流由212.3A、69.3A降低为59.8 A、42.3A,注入系统的谐波电流已控制在国标允许范围内.滤波补偿装置的投入,谐波电压畸变得到了很大的改善,605炼胶变低压侧的电压波形总畸变率由未投时的%,降低到%；606炼胶变低压侧的电压波形总畸变率由未投时的%,降低到%.各次谐波电压含有率也在标准规定范围内.可见,滤波装置的投运效果非常显着.滤波补偿装置投入后,功率因数也得到了很好的补偿,605炼胶变低压侧的功率因数从提高到左右,606炼胶变低压侧的功率因数从提高到左右,运行经济效益十分可观.滤波补偿装置投入后,低压侧母排的电压提高了6～10V,负荷电流减少了600～800A.经调试投运后,滤波补偿装置稳定可靠,可长期投入运行.上表实测值来源于福建省电力试验研究院电能质量测试报告,根据上表考虑值就是实际运行时允许流入滤波支路中的额定谐波电流,在短时内允许有倍的过电流.也就是我们设计的高效滤波支路可将此谐波电流90%以上谐波消除.实际考虑各支路相互影响后,应根据一定的经验数据进行设计.。
无功补偿和谐波治理简介
★ SVQR无功自动补偿装置与传统的其它补偿装置相比，它不是
Qc CU
2
虽然在整套装置中只采用了一组固定容量的电容器组，在
补偿过程中，其电容器的电容值也是恒定不变的 ，但输出无 功能随其端电压的改变而变化。
无功补偿基础知识：
3、无功补偿的原理和方法 把具有容性功率负荷的装置与感性功率负 荷，并联接在同一电路；当容性负载释放能量 时，感性负荷吸收能量；而当感性负荷释放能 量时，容性负荷却在吸收能量；能量在两种负 荷之间交换。 这样，感性负荷所吸收的无功功率，可以 从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就 是无功功率补偿的基本。
无功补偿基础知识：
※高压静止无功补偿设备（SVC）
★工作原理
是通过控制晶闸管的导通角和导通时间， 以控制流过电抗器电流的大小和相位，实现 感性无功的连续可调，从而实现容性无功的 动态补偿。
无功补偿基础知识：
★类型
晶闸管控制电抗器(TCR)+固定电容器组（FC） 晶闸管控制变压器(TCT)+固定电容器组（FC） 磁控电抗器(MCR)+固定电容器组（FC） ★应用领域 为电弧炉、轧机、感应炉、电力机车、提升机、 风力发电等
Us UI
(a) UI = Us
容性 运行模式
UI Us IL
超前的电流
IL
Us UI
jxIL
(b) UI > Us
UI > Us，IL为超前的电 流，其幅值可以通过 调节UI来连续控制， 从而连续调节SVG发出 的无功。 UI < Us，IL为滞后的电 流。此时SVG吸收的无 功可以连续控制。
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用摘要：配电网运行过程中无功损耗与谐波现象，直接影响到电网运行安全与稳定，基于此开展相关治理技术，提高配电网运行可靠性。
本文就配电网无功补偿及谐波治理技术应用研究。
关键词：配电网;无功补偿;谐波;治理技术在电网需求不断变化的背景下，国家电网必须主动对配电网结构进行改革优化，提高输电效率与用电稳定性。
通过对我国目前多数电力企业的配电工作分析可知，无功分布不均衡、无功补偿体系不健全、投运效率低、谐波问题严重等问题，直接或间接对配电网运行造成影响。
一、配电网运行现状（一）电容补偿由于我国疆域广阔各个地区的地理环境差异较大，因此配电网运行时存在较大负荷波动，导致了整体电网运行稳定性较差。
目前我国很多城镇与乡村安装的配电系统，主要采取户外塔杆的安装工作模式，在配电网运行过程中，主要以电容器补偿模式为主。
在电容补偿工作开展时，主要是因为电容器可以提供稳定固定的无功公路，并且电容器设备的成本较低可以快速安装操作，提高了电网运行的整体安全性，因此我国配网系统中，主要利用电容器开展无功补偿工作[1]。
（二）无功补偿静止无功发生器（SVG）设备可以对配电网谐波进行一定处理，并发挥出无功补偿的工作效果，部分电力企业在对谐波问题处理时，利用SVG设备替代了电容器，以提高电能运行效率与质量。
该谐波治理技术已经在国外得到普遍应用，我国的工业配网工作中合理的应用该设备，但是在基层乡镇配电网无功补偿工作开展时，仍旧采用电容器补偿工作方式。
二、治理技术（一）SVG设备SVG设备的运行基于IGBT技术实际工作效能，该设备的合理应用可以有效补偿无功损耗，以降低谐波的产生，提高配电网运行的质量与稳定。
在IGBT技术的支持下，可以有效提高无功补偿工作效能，降低电网运行管理的不必要损失。
（二）运行方式SVG设备在实际运行时，主要通过传感器对补偿设备的电压与电流进行检测，以快速收集相关数据信息并反馈到运算系统，电流运算系统会快速计算出设备需要的无功补偿量、谐波产生量、不均衡分量等。
无功补偿和谐波治理基本原理和方法
无功补偿和谐波治理基本原理和方法无功补偿和谐波治理是电力系统中的重要技术手段，对保障电力系统的稳定运行和优化电能质量具有重要作用。
本文将就无功补偿和谐波治理的基本原理和方法进行阐述。
一、无功补偿的基本原理和方法无功补偿是指通过在电力系统中加入一定的无功功率，以调节系统功率因数，提高电力系统的功率因数或者改善电力负载的无功状态，从而减小无功功率的损耗和电力负荷的无功波动。
无功补偿可以分为静态无功补偿和动态无功补偿两种形式。
静态无功补偿一般采用的是电容器或者电感器进行补偿。
当电力系统中存在较多的感性负载时，会导致系统的功率因数较低，造成无功功率的浪费。
此时可以通过并联连接电容器，来产生与感性负载相抵消的电感负载，从而提高整个系统的功率因数。
同样的，当电力系统中存在较多的容性负载时，可以通过串联连接电感器进行补偿。
动态无功补偿主要采用的是无功定子励磁方式，即在电力系统中加入特定的功率电子器件和控制策略，通过动态调节电力系统的功率因数，实现无功功率的补偿和优化。
常用的动态无功补偿设备有STATCOM（静态同步补偿器）、SVC（静态无功补偿装置）和SVG（静态无功发生器）等。
二、谐波治理的基本原理和方法谐波是指电力系统中频率是整数倍关系的波动，一般表现为电压和电流的波形畸变。
谐波问题会对电力系统的安全稳定运行产生不良影响，并且会给电力设备带来电力损耗、发热和振动等问题。
谐波治理的基本原理是通过采取一定的措施，减小电力系统中谐波的水平，提高电能质量和设备的可靠性。
常见的谐波治理方法包括滤波、变压器设计、谐波抑制器和谐波发生器等。
滤波器的作用是通过选择性地吸收特定频率的谐波，以减小谐波的水平，保证电力系统的正常运行。
根据电力系统中谐波的特点，滤波器可以分为谐波电流滤波器和谐波电压滤波器。
变压器设计也是一种常见的谐波治理方法。
通过在变压器中加入一定的谐波制约器件和调整变压器参数，可以减小电力系统中谐波的水平。
此外，还可以通过调整电力系统的耦合方式和变压器的接线方式，来降低谐波水平。
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无功补偿与谐波治理技术报告人：许强全国电压电流等级和频率标准化技术委员会委员中国电工技术学会电力电子学会理事报告日期：2009年4月一、功率因数为什么会变低？什么是无功功率？我们知道，通常我们所用的交流电压是50Hz的正弦波，在电压的两端接上负载就会产生电流，如我们在220伏（或380V）的电源上接一个电灯，电灯中流过电流，灯就亮了。
当负载是电阻时，电压波形的相位与电流波形的相位完全相同，即电压波形与电流波形重叠在一起。
这时电网送出的功率也与消耗的功率相等。
而现实生活中电阻负载使用的较少，大多数负载都有一定的电感，如变压器、电动机、洗衣机、冰箱、空调等都是带有电感性的负载，这样就使电压波形的相位与电流波形的相位不能重叠，电流的波形（红色）就会比电压波形（蓝色）迟后△T的时间，△T时间越大，功率因数越低，消耗的无功功率也越大。
那么电网送出的功率（视在功率）也与消耗的功率（有功功率）就不再相等了，电网送出的功率是如下表达式：电网送出的功率（视在功率）＝实际消耗的功率（有功功率）＋无功功率什么是无功功率：无功功率决不是无用功率，它是另外一种能量消耗的表达形式，如电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的旋转磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。
变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。
因此没有无功功率的话，电动机不会转动，变压器不会变压等。
因此在正常情况下，用电设备不但从电网中取得有功功率，同时还需要从电网中取得无功功率。
如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么这些用电设备就不能维持在额定情况下的工作。
能反映无功功率被使用的指标是用电的功率因数，即COSØ。
二、功率因数低的危害无功功率不足时，对供、用电产生一定的不良影响主要表现在以下几个方面：1）降低发电机有功功率的输出；2）降低了输、变电设备的供电能力；3）造成线路电压损失增大和电能损耗的增加；4）造成设备运行时电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥；要充分认识得问题是，从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远不能满足用电设备的要求，为了保证电气设备运行的效率和降低费用（对无功功率电力部门也按计量收费），应加相应的无功功率补偿。
举例：变压器容量为250kVA，平时功率因数为0.7，变压器已出满功率175kVA，其他容量被无功占用。
现在要增加60kW的电动机。
如果不采取措施的话，变压器的容量不够用，需更换变压器。
采取的解决方案就是提高功率因数，在该变压器二次侧对现有设备进行补偿，补偿后功率因数提高到0.95便达到增容的目的，这样变压器的有功输出能力由原来的175kW提高到237.5kW，在原来的175kW的基础上再加60kW的电动机也只有235kW，因此提高功率因数就解决了变压器的输出能力。
功率因数补偿容量的计算：Q-- P-- η---- --αβ需要补偿的无功容量；实际有功总容量；平均使用率；补偿后需要达到的功率因数；补偿前的功率因数；电能质量问题50~60年代（变压器、电动机）70~80年代（变压器、电动机、SCR应用）90年代到21世纪（先进的工艺流程、先进的设备）产生了我们意想不到的电能质量问题晶闸管时代全控型器件迅速发展IGBT出现功率集成器件1970198019901995至今¾整流、变频器装置等3相负载主要产生5，7，11，13次谐波电流Ce1e2e3M i谐波电流是S=23kVA THDI=124% 谐波频谱81% H5, 74% H7, 42% H11, ...H11H13H17H19H21H23 050100H1H5H7谐波产生及分析：（无电抗器）谐波电流是S=122kVA THDI=30%谐波频谱28% H5, 5% H7, 6% H11, ...L1ZCL2L3e1e2e3i20406080100H1H5H7H11H13H17H19¾整流、变频器装置等3相负载主要产生5，7，11，13次谐波电流谐波产生及分析：（有电抗器）若以a相电压过零点为时间零点，则有:ia = 1 1 I d [sin(ω t − α ) − sin 5(ω t − α ) − sin 7(ω t − α ) π 5 7 1 1 1 + sin 11(ω t − α ) + sin 13(ω t − α ) − sin 17(ω t − α ) 13 17 11 1 − sin 19(ω t − α ) L] 19 2 3e1 e2 e3L1 i L2 L3 C Z可得电流基波和各次谐波有效值分别为:⎧ 6 3 I d = Ia ⎪I1 = ⎪ π π ⎨ ⎪ I = 6 I = 3 Ia, n = 6k ± 1,k = 1,2,3,L n d ⎪ nπ nπ ⎩可得基波因数为:ν =I1 3 = ≈ 0.955 I π2 2 2 可得谐波电流为： ih = I − I1 = 1 − 0.955 I = 0.2965I即变频器的谐波将占总电流的29.65%左右谐波源设备：变速传动装置（包括交流、直流） 晶闸管控制设备 固定式换流器（UPS不间断电源） 电弧炉、中频炉电源 电焊机 大建筑物中的照明 饱和电抗器谐波治理的最初方法：无源滤波器LC无源滤波器 ¾单调谐滤波器 ¾高通滤波器（效果并不理想） ¾双调谐滤波器（用的很少） LC无源滤波器 ¾失谐滤波器 （只保证功率因数）Z fn = R fn + j( nω S L −1 nω S C)单调谐滤波器对某一频率 的谐波呈现低阻抗，与电 网阻抗形成分流的关系， 使大部分该频率的谐波流 入滤波器。
Zfn⏐R 0 1ω /(nωS)2无源滤波器的局限性，很 难满足目前高度自动化控制 过程中谐波变化的治理要 求，同时还有系统及谐波放 大的问题。
并联型有源电力滤波器交流 电网iSiL iC负载(谐波源)iL = iLf + iLhiC = − iLhiS = iL + iC = iLf并联型有源电力滤波器原理简图：电流互感器（谐波电流检测）有源电力滤波器DSP控制器（32位数字计算机）电力电子功率器件（IGBT）电力电子功率器件（IGBT）：电力电子功率器件IGBT的运用：• • • •APF的基本控制结构 用于APF的谐波检测方法 用于APF的PWM跟踪控制方法 电压型APF的直流侧电压控制基本控制结构* iCPWM跟踪控制* uC直流侧电压控制iC谐波检测方法iCAPF的总体控制框图• 时域的谐波检测方法 –基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法 –基于d-q旋转变换的谐波检测方法• 频域的谐波检测方法 –基于傅立叶变换的检测方法 –DFT、FFT及改进方法电流互感器电网供电A变频器、 直流电源 等设备电网给变频器、 直流电源供电时， 由于这类设备固有 的特性，工作时向 电网发送谐波，也 就污染了供电电 网。
我们在它们的旁边，加装 有源电力滤波器，检测变 频器、直流电源这类设备 的谐波，让有源电力滤波 器发出大小相等、方向相 反的谐波在A处叠加，使 谐波消除。
并联型有源滤波器的工作方式：ILINLIAHFE V V1ViV1 I1 + I5 + I7 I5 + I7V1Transformer（变压器） HV / LVI1Linear loads （线性负载）Non-linear Loads（非线性负载）Active Harmonic Filter （有源谐波滤波器）谐波对企业的危害主要表现在以下几个方面：1）谐波使企业电网中的设备产生附加谐波损耗，增加电网线损。
在三相四线制系 统中，零线会由于流过大量的3次及其倍数次谐波电流，造成零线过热，严重时造成电 缆火灾。
2）谐波会产生额外的热效应从而引起用电设备发热，使绝缘老化，降低设备的使 用寿命，甚至关键部件的频繁损坏。
3）如果企业电网中装有补偿电容器，谐波容易使电网与补偿电容器之间发生谐振 ，使谐波电流放大几倍甚至数十倍，造成过电流，引起电容器和与之相连设备的损坏 ，经常发生此类设备的重大事故。
4）谐波会引起一些敏感的自动化设备误动作，也会导致电气测量仪表计量不准确 。
5）谐波会对附近系统的信号传输产生干扰，轻者引入噪声，重者导致信号丢失， 使系统无法正常工作。
计算机、数据传送和自动控制系统数据丢失，经常会造成自动 化产品线上废品率的增加。
6） 电力系统继电保护误启动，误动作跳闸，拒动和损坏，引起事故； 7）电网谐波污染，导致输电线路、变压器和电机损耗增加，浪费能源。
8）变压器、旋转电机等铁芯磁感应环流增加，大大加大电气设备发热损耗，增加 功耗；加速绝缘老化，影响设备寿命；甚至发生机械谐振，旋转电机转速不稳，烧毁 旋转电机。
9）电能表等计量装置误差增大，不能正确计量电能。
谐波治理与节能的关系 ¾对输线路的影响传输电路温升为：I Rac 其 Ts = Rac = k c Rdc = (1 + k se + k pe ) Rdc αF 中： I 为流过导体的电流，Rac为导体的交流电阻，F 为导体的总换热系数。
α 为导体的总换热系数，高分子材料的热老化方程为 ：22 2 I = I12 + I 2 + I 32 + … + I n = I1 1 + THDi 2lg τ = a + bT谐波治理与节能的关系 ¾对变压器的影响负荷电流含有谐波时，将在三个方面引起压器发热的增加：9均方根值电流增加 9涡流损耗 9铁芯损耗0 对于A级和B级绝缘材料，一般 θ = 8 C 则tS − t NS = 0.086Δτ tS式中 Δτ 为谐波作用下绝缘的附加温升，它和谐波含量、设备 结构和容量均有关。
若变压器正常的绝缘寿命为20年，由于谐波引起附加的温升与 变压器绝缘寿命的对应表为：谐波治理与节能的关系 ¾对电容器的影响电力谐波和电容器之间的作用是相互的，它不仅在电容器 中产生额外的电力损耗，而且可能与电容器一起产生串联 或并联谐振。
谐波电压在电容器中产生额外的电力损耗：−3 2 c ( tg δ ) ω U × 10 ∑ n n n=2 ∞tgδ 为介质损耗系数, ωn为 n 次谐波的角频率； c 为电容， 式中： U n 为 n 次谐波电压有效值。
谐波治理与节能的关系当同一母线上接有电容器和谐波源时，设电源为纯感性的， 当下式成立时就会发生并联谐振:fn = fSS SC式中: fn为谐振频率，f 为基波频率，Ss 系统短路容量，Sc为电容器容量因在高频电路中电容阻抗较小故可略去负荷电阻。