无功补偿与谐波治理
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。
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。
电力系统的无功补偿与谐波治理
1．概述在供电系统中，为了节能降损、提高电压质量和电网经济运行水平，经常采用各种无功补偿装置。
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当将会造成电网谐波电压和电流的严重放大，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；谐波治理的装置通常也是无功补偿装置。
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。
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，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，输出的谐波电势分量很小几乎可以忽略。
因此，在供电系统中存在并实际发生作用的谐波源，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，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，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
谐波治理目录概述电力系统中谐波的来源谐波现状浅析目前国内对谐波污染的治理谐波治理的方法1、无源谐波滤除装置2、有源谐波滤除装置工程案例 概述电力系统中谐波的来源谐波现状浅析目前国内对谐波污染的治理谐波治理的方法1、无源谐波滤除装置2、有源谐波滤除装置工程案例 展开IGBT等电子励磁装置的投入，伏以上才会起弧，才会有弧电流，并且灭弧电压略低于起弧电压，造成LC回路的设定，只能针对于某一次谐波，即针对 无源滤波的主要结构是用电抗器与电容器串联起来，组成LC 串联回路，并联于系统中，LC回路的谐2、有源谐波滤除装置 有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上发展起来的，它的滤波效果好，在其额定的无功功率范围内编辑本段工程案例 温州某10KV电解锌工厂在未滤波之前，其功率因数为0.8，而采取普通的无功补偿，又无法投入，1首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。
它不仅增加了电网的供电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不GBT等电子励磁装置的投入，使发电机的谐波分量有所上升。
当发电机的端电压高于额定电压的10％以上时，由于说非线性用电设备是主要的谐波源，非线性用电设备主要有以下四大类：体举例分析如下：灭弧电压略低于起弧电压，造成弧电流与弧电压的非线性。
波，造成电弧加热设备对电网的谐波污染比较大，而且多为18次以下的低次谐波污染。
其实电焊机在上世纪四、五十压，在小于阀电压时，电流为零。
这类用电设备为了提供平稳的直流电源，在整流设备中加入了储能元件（滤波电容直流用电设备一样，它在直流逆变成交流时又有逆变波形反射到交流电流，这类设备产生的是目前推广使用的技术手段，因此它的谐波污染应引起足够关注。
管控制变压器初级电流的开通和关闭，从而在变压器二次侧感应出电流，供给用电设备。
此的谐波污染十分严重，尤其是早些年为了节能，引入的变频电源和直流用电器的投入，其5次、7次、11次谐只能针对于某一次谐波，即针对于某一个频率为低阻抗，使得该频率流经为其设定的LC回路，达到消除（滤除）某一，但方向相反的谐波电流，用以抵销网络中的谐波电流，这种装置的主要元件是大功率电力电子器件，成本高，在面就谈谈这二种方法的优缺点以及市场前景及其经济效益的分析。
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。
高压电网无功补偿及谐波治理
电网 中去 ． 因此 电能表会 将谐波 能量 当作 发 电来进 行计算 ． 从 而导致计量误 差 于机 械式 电能表还会 由于高频 率谐 波 对
所 产 生 的高 频 涡 流 阻 力 而 变 慢 为 在 高 次 谐 波 严 重 的情 况 因 下 （ 如 中 频 炉 ） 严 重 影 响 电 能 表 的 计 量 精 度 ， 致 莫 名 其 例 会 导 妙 的 丢 电现 象 （ ） 精 密 电 子 设 备 （ 括 电子 式 电 能 表 ） 精 密 电子 设 ４对 包 ， 备会被严重 干扰 。 导致 不 能 正 常 工作 ， 至 烧 毁 。 甚
器都会产 生少量 的谐 波 。 但是 由于产生大 量谐波 的用 电设备 不断增加 ． 并且 电网 中大 量使 用 的并联 电容器所 造成 的谐波 放大 ， 使得谐波 的影响越 来越严重 。 逐渐引 起人们 的重 视 。
３３ 谐 波 造 成 的 危 害 －
４ 谐 波的治 理
无源 滤波 器 由滤 波 电容 器 ．滤 波电抗 器等 适 当组合成
当 电 网 中 的谐 波 电流 较 大 ． 至 于 电 压 波 形 也 产 生 畸 变 以 时 。 们 将 其 称 之 为 电 网 被 污 染 。 电 网 的 污 染 程 度 用 电 压 波 我 形 畸变率来表示 ， 称 Ｔ ｕ 简 ＨＤ 。按 照 国 家 标 准 Ｇ ／ １５ ９ ９ ＢＴ ４ ４ — ３
Ｌ Ｃ滤 波 装 置 ．滤 波 器 除 起 滤 波 作 用 外 ．还 兼 作 无 功 补 偿 作 用。Ｌ Ｃ滤 波 器 主要 有 调 谐 和 滤 波 器 ， 调 谐 和 滤 波 器 。 通 双 高 滤 波 器 ， 滤 波 器 等 。实 际 运 用 中 根 据 谐 波 电 流 的分 布 及 Ｃ型 大 小 以及 无 功 需 求 情 况 设 计 成 几 组 滤 波 器 ． 一 组 滤 波 器 对 每 应 某 一 次 谐 波 呈 低 阻抗 ． 通 滤 波 器 对 截 止 频 率 以上 的谐 波 高 均 呈 现 低 阻抗 ， 滤 波 具 有 调 谐 频 带 宽 ， 耗 低 的 特 点 。 Ｃ型 损 滤
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。
无功补偿与谐波治理方案
无功补偿与谐波治理方案无功补偿是电力系统中一种重要的电力调节手段，可以提高电力系统的稳定性和经济性。
而谐波是电力系统中经常会遇到的一种问题，会引起电力设备的损坏和能效降低。
因此，针对无功补偿和谐波治理问题，需要制定合适的方案。
无功补偿是指通过调整电力系统中的无功功率，使系统达到稳定运行的一种方法。
在电力系统中，无功功率是电压和电流的相位差所产生的功率，它与有功功率一起构成了总功率。
无功补偿的目的是通过使用无功补偿装置，如电容器和电抗器，来改变系统中的无功功率，以达到系统功率的平衡。
无功补偿可以提高电力系统的功率因数，减小线路和设备的损耗，改善电压质量，提高电力系统的稳定性和可靠性。
谐波是指电力系统中频率为整数倍的基波的倍数的谐波。
通常情况下，电力系统中存在一些非线性负载，如电力电子设备、电弧炉等，会引入大量谐波。
谐波会导致电力设备的温升和功率损耗加大，甚至引发设备的故障和损坏。
因此，对于电力系统中的谐波问题，需要采取相应的治理措施。
针对无功补偿的问题，可以采取以下方案：1.定期检查和维护无功补偿设备：对于已经安装在电力系统中的无功补偿装置，需要定期检查和维护，确保其正常运行。
包括检查电容器和电抗器的电容值和电感值是否正常，检查电压和电流的测量装置是否准确，确保无功补偿的效果和安全性。
2.合理设计和布置无功补偿装置：在电力系统中，根据负载类型和电力需求情况，合理设计和布置无功补偿装置，包括电容器和电抗器的容量和数量，以及其在电力系统中的位置和连接方式。
通过合理布置无功补偿装置，可以最大限度地提高无功补偿的效果，并减少无功功率损耗。
3.使用静态无功补偿装置：与传统的无功补偿装置相比，静态无功补偿装置具有体积小、无噪音、响应速度快等优点，适用于电力系统中对无功补偿要求比较高的场合。
使用静态无功补偿装置可以提高无功补偿的精度和灵活性，同时降低运行和维护成本。
针对谐波的问题1.谐波源的隔离和控制：对于电力系统中存在的谐波源，如非线性负载设备，可以采取隔离措施，减少其对电力系统的谐波干扰。
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%。
35kV供电系统无功补偿和谐波治理
35kV供电系统无功补偿和谐波治理摘要：随着硅整流技术的不断改进，硅整流器和晶闸管越来越多地应用于各个行业。
包含半导体非线性元件的整流变压器是电力系统的主要谐波源。
整流和逆变器无功功率影响不大，但在运行过程中产生大量谐波，降低了电网的电能质量，给用户和其他用户带来了严重的危害。
必须根据电能质量的相关标准进行限制。
滤波装置有效滤除高次谐波并为电网提供容性无功功率。
关键词：35kV供电；供电系统；无功补偿；谐波治理1、前言随着中国电气化铁路建设的快速发展，给人们带来了极大的便利，但给配电网带来了严重的污染。
供电方式目前主要在中国使用。
配电网的三相电流是不对称的，负序电流很大。
此外，由于使用高速电力机车。
高速电力机车的负荷对电网影响很大，供电系统的电压波动和闪变现象严重。
此外，配电网将短路，开路，雷电过电压，电容器开关，变压器接线调整。
电网的电能质量会造成严重的干扰。
2、谐波和无功功率补偿的意义所说的谐波控制的过程就是指在谐波诞生的地方安装相应的滤波器来针对谐波进行一次过滤，进而吸收谐波产生的电流，特殊的滤波器设备可以有效滤除高次谐波。
同时，它为电网提供容性无功功率，实际应用的过程中这一功能将会起到巨大的作用，除了净化电源环境，降低视在电流和视在功率之外，还可以减少加热设备和输配电设备的谐波电流，并且可以直接节省有功功率。
消除谐波振动，延长电气设备的使用寿命;有效消除计算机保护，自动控制等敏感元件。
由于滤波器由电抗器和电容器的串联连接形成，因此在滤波过程中，可以将容性无功功率注入电网中以提高功率因数并满足电源部门规定的功率因数评估要求。
消除无功电流相当于增加配电设备的容量，减少线路损耗并补偿无功功率。
增加终端网络电压对于优化电源环境也非常重要。
SVC静态无功补偿装置主要用于补偿用户总线的无功功率，并通过不断调整其无功功率来实现。
电池的基本结构是串联两个反晶闸管。
反应堆。
晶闸管在电源电压的正半周期和负半周期之间交替。
谐波及无功补偿的规范治理
图 %" $2 FG 高压侧电压 和电流波形
该用户产生的谐波对其本身设备的危害需要另 行说明， 这里简述其还对邻近用户的危害， 在 $2 FG 母线上， 另一用户在 $2 FG I 5#2 G 低压侧安装有一台 $’2 FGJ 的普通电容补偿装置， 该用户负荷为纯电机
经验交流
顾国栋： 谐波及无功补偿的规范治理
!" #$ 对无功功率补偿计算的影响
长期以来， 谐波用户的无功补偿一直是非常困难 的事， 一方面， 谐波易产生谐振， 烧毁设备； 另一方面， 有谐波时， 波形的畸变使得计算需补偿的无功功率相 当困难。根据统计， 现有的无功功率补偿装置都无一 例外地使用一相电流和另外二相电压作为计算控制 量， 通常是采样 ) 相电流和 *+ 相电压， 控制器的微处 理器再利用这二个波形的过零点依靠计数器计算功 率因数， 这样的方法对常规的正弦波形是有效的。但 如果波形畸变， 实际的过零点并不能反应基波的无功 分量， 甚至波形有很宽（ 相当于一个周波内 !&, ） 的零 点死区， 这样 就 无 法 判 断 系 统 真 正 需 要 的 无 功 补 偿 量， 更不能确定这些无功功率中有多少是真正的感性 无功功率， 多少是由谐波产生的无功功率。图 - 是典 型的变频用户的电流波形， 由图可以看出， 过零点方 法根本无法正确计算无功功率。
% % !% %（ "$ # $ ） (（ "$ # ) ）
!&#电容无功补偿的影响
当电路参数具备谐波电压放大或谐振条件时， 即 使很小的谐波电流， 也有可能造成很大的谐振电流和 谐波过电压。并联谐振电路如图 $ 所示。
图 $" 并联谐振电路
变频器等设备都可以看作是谐波电流源。电路 包括电缆等的充电 中参数 ’ / 可以是电容补偿设备， 电容（ 当谐波频率越高时， 等值电容值越大， 就越不能 忽略） 。当 ’ / 与（ ’+ ( ’A ） 的值相当时， 并联后呈高阻 抗特征， 即使谐波电流源很小， 也会产生很高的谐振 电流及谐波过电压。 图 % 是某光伏产品企业 $2 FG 高压侧电压和电 流波形。该企业 的 设 备 大 部 分 属 于 硅 整 流 设 备， 高 压侧 电 压 和 电 流 谐 波 畸 变 率 分 别 达 到 8: 17 和 ’87 ， #’ & ’%7 ， #1 & %17 ， "’ & 87 ， "1 & 5H ’7 ， 需要 说明的是， 硅整流类负载 $2 FG 侧电流本来只有 %#7 的电流畸变率（ 见表 $ ） ， 但由于该用户为了提高功率 因素， 由设备厂家安装了普通电容补偿装置， 放大了
主变电站动态无功补偿与谐波治理装置技术要求(2023年)
主变电站动态无功补偿与谐波治理装置一、设备内容：在主变电站安装动态无功补偿与谐波治理装置（SVG方式），以进线无功功率及母线电压作为控制目标，动态跟踪电网电能质量变化，并根据变化情况动态调节无功输出，实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行。
1、安装装置包括并联多重化式无功发生器（SVG）、SVG变压器柜，断路器开关柜，热管散热装置，工业空调等组成。
其中单套补偿容量3930 KVAR。
2、拆除原电容补偿设备，并更换进线电源电缆。
3、数量：4套。
4、本工程为交钥匙工程。
二、技术要求：1．环境条件环境温度：-10～ +40︒C相对湿度：日平均值不大于95%；月平均值不大于90%（25︒C）；有凝露发生海拔高度：≤1000m地震烈度：7度，设计基本地震加速度值为0.10g污秽等级：III级2．采用标准1）设备的制造、试验和验收除了满足本用户需求书的要求外，还应符合下列国家标准或相应的IEC标准：所有图纸符合ISO标准，所有尺寸和参数单位使用国际米制。
GB 3983.2-89 《高压并联电容器》；GB311.1-97 《高压输变电设备的绝缘配合》；GB 50227-95 《并联电容器装置设计规范》；DL/T 620-1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》；DL/T 604-1996 《高压并联电容器装置订货技术条件》；DL 442－91 《高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件》；DL/T672-1999 《变电所电压无功调节控制装置订货技术条件》GB11920-89 《电站电气部分集中控制装置通用技术条件》DL/T620 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》G/T 12325-2003 《电能质量供电电压允许偏差》GB/T14549-1993 《电能质量公用电网谐波》GB 12326-2000 电能质量电压波动和闪变2）国家电力部门颁布的各项反事故措施、相关技术规范。
3）除非另作特殊规定，所有设备都必须满足最新版本的国标、电力系统行业及IEC标准，包括在投标时已生效的任何修改和补充。
直流电动钻机谐波治理与无功补偿
直流电动钻机谐波治理与无功补偿摘要:由于直流电动钻机功率因数很低,同时采用大功率SCR整流装置产生了大量的谐波,为提高钻机供电系统电能质量,保障井场电气设备的安全平稳运行,降低能耗,需加装谐波治理与无功补偿装置。
有源滤波结合TSC型动态无功补偿装置,现场谐波抑制与无功补偿效果较好,并且经济效益明显,可以满足钻井生产的需要。
关键词:直流电动钻机谐波治理无功补偿随着电力电子技术的发展,电动钻机以其调速特性好、传动功耗小、控制灵活、可靠性高、便于搬迁和安装等机械驱动钻机无法比拟的特点,在国内外各油田钻井公司钻机更新换代中成为主流产品,在石油钻井工程上得到了广泛的使用。
如何充分发挥电传动装置的优越性,提高电气设备运行稳定性,同时又能进一步降低能耗,显得越来越重要。
电动钻机分为直流驱动和交流变频驱动两种,都是通过大功率电子开关元件的开关动作来实现能量的转换,因此都存在谐波污染的问题[1]。
由于大量谐波的存在,使得交流电机机械振动、噪音增大,使电缆、电机等设备过热,造成绝缘老化、使用寿命缩短[2],同时使钻井仪表经常出现死机、显示不准确等故障,营地空调无法正常工作,潜水泵、整流器等对谐波敏感的小电器经常烧毁等,甚至出现了由于谐波干扰,导致顶驱控制系统无法正常运行,需要额外增加净化电源的情况,给钻井日常生产带来了很大的影响。
直流驱动电动钻机除了谐波较大以外,功率因数还很低,通常在0.5以下。
由于电动钻机由自备柴油发电机组提供动力,功率因数很低导致发电机组有功功率占视在功率比例较小,出力不足,在某些工况下不得不多开一台发电机组来满足现场的需要,大大增加了油耗和发电机组维护费用。
为响应国家节能降耗的号召,同时保障钻井电气设备的安全可靠运行,提高发电设备利用率,降低钻井成本,在直流电动钻机电控系统中加装谐波治理和无功补偿装置已十分必要。
1 常用谐波治理装置分类[3]1.1 无源滤波装置无源滤波器是传统的谐波抑制方法,采用LC调谐滤波器,主要是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置,与谐波源并联进行滤波。
煤矿电网谐波治理及无功补偿
无功 电源与有功电源一样 ， 是保证 电能质量不可缺少的部分。为保持系统无 功平衡 ， 节能降损、 提高电压质量和 电网经济运行水平 ， 煤矿常采用各种无功 补偿装置， 提高功率因数。 来 秣蹲
｝ ： 二 一 ： ． 二： 盎 ＝
Ｏ 引 言
靶 聂圈 凇戟 矿 也 得 到 广泛 的应 用 ，特 别 是 为 增 加提 升 能 力 而采 用 的变频 器 和 整
近年来， 随着电力电子技术的飞速发展， 各种 电力 电子装置在煤
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流装置等 ， 这些 负荷 大都具有非线性、 冲击性和 不平衡性 的特 点， 在 ２× ， 运行 中会产生大量谐波 ， 电系统谐波污染 日益严重， 使供 给煤矿 电网 安 全 、 济 运 行 带 来很 大 的 影 响 。 些谐 波对 无 功补 偿 装 置 也造 成 了 经 这 当在某个特定频率 Ｆ 下 ＸＲ× 时 ， ｎ 丁 。 并联阻抗 Ｚ。 ＝ 无穷大 ， 波 谐 严重影响。在煤矿供 电系统 中， 对于某次谐波 ， 为无功补偿用的并 被放大， 作 将产生无 限大的谐波 电压 Ｕ ＝ｈ Ｌ趋近于无穷大通常谐 ｈ ｌＸＺｃ 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 波 电流在 经 由 电容 器 组 电容和 电网 电感 形成 的并 联 谐振 回路 ，经 测 Ｏ１ 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 量可被放 大到 １ 一 ５倍。 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 ， 联 电容器 对 电网谐 波 的 影 响 并 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， 电容器本身带来极大损伤。可见 ， 给 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 ， 了寻 为
谐波治理及无功补偿办法参考
欢迎共阅一、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=0.8增加到cos4=0.95时，装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KV A；反之，增加0.52KV A；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-为补偿前的功率因数则?c osΦ>cosΦ增加电网中有功功率的输送比例，所以功2、谐波治理的意义1、谐波的产生波，整流后是6脉动的，根据谐波理论分析，h=6N±1（N=1，2，3，4，…正整数）。
变频装置在额定运行时，产生的5次谐波对5%，13次低于2%。
在负荷较小时，虽然谐波11次及以上高次谐波虽然与低于7次的其阻抗相对较大，故对谐波电压含有率及低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3150KV A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，1250KV A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。
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。
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。