广东力生电器有限公司
-----高锡春
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。解决的措施:将电容器串联电抗器。其加装串联电抗器后谐波放大和电容器的严重过载问题都得到了满意的解决，实际测量结果表明谐波电流均在允许值之内，无放大现象，无功补偿和抑制谐波的效果均满意。
4、 低压无功补偿装置的合理选择
4.1 、首先摸清负载的性质和谐波含量
采用普通的低压电容补偿成套装置，还是选择具有抑制谐波功能的滤波器成套装置，关键在于负载的性质和所产生的谐波分量的大小。谐波分量的数值可由谐波测试仪测得。对电力负载的性质要特别
注意以下3点:①负载变化的幅度和频繁程度;②负载中是否具有容量较大的谐波源:③三相负载的不平衡程度。要求快速补偿和抑制谐波的行业，通常包括具有大量电焊机设备的汽车制造业、冶金行业、造纸行业、电梯及起重设备、大型商住楼，以及其他具有大量变频器和大容量荧光灯照明的场所。
4.2 、搜集配电网及负载的技术参数
搜集配电网及负载的有关参数，为设计滤波器的方案提供依据，通常包括:①电网的额定电压、运行电压和变化范围;②基波频率f的无功负载;③主要负载的性质、谐波次数及其分量值;④实测的电网电压畸变率;⑤不同运行方式下配电网的短路容量;⑥国家标准
GB/T14549—1993及IEC标准对谐波电压和谐波电流的限值等。
4.3 、进行预测
根据网络参数，负载性质及初步提出的补偿方案，通过仿真模型的计算机计算，对是否可能发生谐波放大或谐波共振进行分析，做到心中有数。
4.4 、合理选择补偿装置
近二十余年来，国内外电工行业中先后开发了多品种的谐波滤波器和具有抑制谐波功能的低压无功补偿装置，主要包括: （1）低压谐波滤波器，单柜输出容量60～300kvar滤波回路，适用于常见的5、7、11、13次谐波，各次滤波器分别由电容器及串联电抗器组成。
（2）低压3次谐波滤波器，非线性的单相负载 如荧光灯、投射
灯、计算机、打印机等，接入相与中性线之间，会产生3次谐波 电流，并在中性线上进行并联叠加，造成电流和电压畸变。3次谐波电流除了会在中性线上引起过载危险外还会形成150Hz的磁场，因此要求从电网上滤除3次谐波电流，单柜输出容量一般为15～50kvar。
（3）固定式带调谐滤波器组，额定容量7.5～50kvar，1台固定式带调谐滤波器，由1台电容器和1台电抗器组成，电容器按需补偿的无功容量选择，电抗器电感值的选择要使LC回路形成串联谐振电路的谐振频率，低于电网相间存在的最低次谐波频率，通常是5次（250Hz） ，而调谐频率则往往按141Hz设计的。当高于调谐频率时带调谐滤波器是电感性的，不但不会放大典型的5次、7次和11次谐波，还可以吸收电网中低次谐波的一部分。
（4）自动投切带调频滤波电容器组，单柜额定容量15～75kvar，与常规的自动投切电容器组相似，由自动功率因数控制器进行控制，在400V，50Hz电网中使用时，其调谐频率通常 为130、141Hz或189Hz，如需要时也可设计为204Hz。
（5）晶闸管投切电容器组（TSC），目前已基本取代用接触器投切的电容器组。
（6）有源滤波器，从技术上讲最先进，但价格贵，目前国内尚无此类批量的产品。其性能特点是:①优良的动态特性，响应时间小于1ms;②三相补偿谐波电流、谐波次数可达50次; ③可消除中性线电流的3次谐波及其他零序性质的谐波;④功率损耗低;⑤在既消除
谐波又进行无功补偿的操作模式下cosφ可补偿到1;⑥电子式的过载保护;⑦可以与各类滤波器组合使用。
课程设计 并联电容器无功补偿方案设计 指导老师：江宁强 1010190456 尹兆京
目录 1绪论 (2) 1.1引言 (2) 1.2无功补偿的提出 (3) 1.3本文所做的工作 (3) 2无功补偿的认识 (3) 2.1无功补偿装置 (3) 2.2无功补偿方式 (4) 2.3无功补偿装置的选择 (4) 2.4投切开关的选取 (4) 2.5无功补偿的意义 (5) 3电容器无功补偿方式 (5) 3.1串联无功补偿 (5) 3.2并联无功补偿 (6) 3.3确定电容器补偿容量 (6) 4案例分析 (6) 4.1利用并联电容器进行无功功率补偿，对变电站调压 (6) 4.2利用串联电容器，改变线路参数进行调压 (13) 4.3利用并联电容器进行无功功率补偿，提高功率因素 (15) 5总结 (21) 1绪论 1.1引言 随着现代科学技术的发展和国民经济的增长，电力系统发展迅猛，负荷日益增多，供电容量扩大，出现了大规模的联合电力系统。用电负荷的增加，必然要
求电网系统利用率的提高。但由于接入电网的用电设备绝大多数是电感性负荷，自然功率因素低，影响发电机的输出功率; 降低有功功率的输出; 影响变电、输电的供电能力; 降低有功功率的容量; 增加电力系统的电能损耗; 增加输电线路的电压降等。因此，连接到电网中的大多数电器不仅需要有功功率，还需要一定的无功功率。 1.2无功补偿的提出 电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。无功，简单的说就是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。电机和变压器中的磁场靠无功电流维持，输电线中的电感也消耗无功，电抗器、荧光灯等所有感性电路全部需要一定的无功功率。为减少电力输送中的损耗，提高电力输送的容量和质量，必须进行无功功率的补偿。 1.3本文所做的工作 主要对变电站并联电容器无功补偿作了简单的分析计算,提出了目前在变电站无功补偿实际应用中计算总容量与分组的方法,本文主要作了以下几个方面的工作: 对无功补偿作了简单的介绍，尤其是电容器无功补偿，选取了相关的案例进行了简单的计算和分析。 2无功补偿的认识 2.1无功补偿装置 变电站中传统的无功补偿装置主要是调相机和静电电容器。随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等相继出现，将其作为投切开关无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。如今所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管投切的无功补偿设备，主要有以下三大类型: 1、具有饱和电抗器的静止无功补偿装置； 2、晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器，这两种装置统称为SVC 3、采用自换相变流技术的静止无功补偿装置——高级静止无功发生器。
谐波污染对电网有哪些具体影响？ 谐波污染对电网的影响主要表现在： （1）造成电网的功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、线路和设备过热灯，特别是三次谐波会产生非常打的中性线电流，使得配电变压器的零线电流甚至超过相线电流值，造成设备的不安全运行。谐波对电网的安全性、稳定性、可靠性的影响还表现在可能引起电网发生谐振、使正常的供电中断、事故扩大、电网解裂灯。 （2）引起变电站局部的并联或串联谐振，造成电压互感器灯设备损坏；造成变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗，引起电力变压器、电力电缆、电动机等设备发热，电容器损坏，并加速绝缘材料的老化；造成断路器电弧熄灭时间的延长，影响断路器的开断容器；造成电子元器件的继电保护或自动装置误动作；影响电子仪表和通信系统的正常工作，降低通信质量；增大附加磁场的干扰等。 谐波对电力电容器有哪些影响？ 当配电系统非线性用电负荷比重较大，并联电容器组投入时，一方面由于电容器组的谐波阻抗小，注入电容器组的谐波电流打，使电容器过负荷而严重影响其使用寿命，另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感相等而发生谐振时，引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而导致损坏。因此，电压谐波和电流谐波超标，都会使电容器的工作电流增大和出现异常，例如，对于常用自愈式并联电容器，其允许过电流倍数是1.3倍额定电流，当电容器的电流超过这一限制时，将会造成电容器的损坏增加、发热异常、绝缘加速老化而导致使用寿命降低，甚至造成损坏事故。同时，谐波使工频正弦波形发生畸变，产生锯齿状尖顶波，易在绝缘介质中引发局部放电，长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化、自愈性能下降，而容易导致电容器损坏。 按照电力系统谐波管理规定，电网中任何一点电压正弦波的畸变率（歌词谐波电压有效值的均方根与基波电压有效值的百分比），均不得超过表2－5规定。 表2－5 电网电压正弦波形畸变极限值 用户供电电压（kV）总电压正弦波形畸变率极限值各奇、偶次谐波电压正弦波形畸变率极限之（％） 0.38 5 4 2 6或10 4 3 1.75 35或63 3 2 1 110 1.5 1 0.5 谐波对电力变压器有哪些影响？ （1）谐波电流使变压器的铜耗增加，引起局部过热，振动，噪声增大，绕组附加发热等。（2）谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加，绝缘材料承受的电气应力
电容器补偿容量计算和安装容量【海文斯电气】 1、电容器补偿容量计算 在电网实现无功补偿实际上是通过对电容器进行投切来进行的，使电网系统能够处于稳定状态。通过确定电容器容量的补偿容量，可提高整个无功补偿系统的可靠性以及补偿效果。但在进行无功补偿之前必须要确定所需补偿容量的大小，这就需要掌握电容器补偿容量的计算方式。假设配电网中的有功功率为P，所需补偿的无功功率为Q C，补偿前的功率因数为cosα，补偿后要得到的目标功率因数为cosβ，则补偿容量可用下图计算： 通过Q C=U2ωC可以计算出补偿所需要的电容器容量，即： 如果无功补偿投入与切除电容器的功率因数门限分别设定为cosθ1、cosθ2，则通过计算，可得到的补偿容量公式如下图所示。 2、电容器安装容量分组方式 在实际应用中，如果一次投入电容器组容量过大，会对电网造成冲击。所以在得出补偿容量之后，需要把电容器分成多组进行投切。合理的分组，可以使各组电容器的投切次数基本相等，降低电容器投切频率，从而提高了电容器的使用寿命。电容器的分组方式可分为等容分组与不等容分组方式。 所谓的等容分组方式，就是各组电容器的容量相等，这样比较容易控制，在补偿时各组电容器可以相互替换。海文斯电气给出的建议是让各分组电容器容量不相等，例如需要补偿200kvar，可采取180kvar、20kvar进行组合补偿，日常自动采用180kvar补偿，当补偿不够是，投切20kavr的分组，这样可以大大提高补偿精度。 在综合考虑补偿效果和经济效益的前提下，海文斯电气给出的建议是采用容量不相等分组方式，该方式控制过程虽然较为复杂，但是可大大提高补偿精度。
并联电容器补偿装置基本知识 无功补偿容量计算的基本公式： Q = P （tg φ1——tg φ2） =P( 1cos 1 1cos 12 2 12---?? ) tg φ1、tg φ2——补偿前、后的计算功率因数角的正切值 P ——有功负荷 Q ——需要补偿的无功容量 并联电容器组的组成 1．组架式并联电容器组：并联电容器、隔离开关（接地开关或隔离带接地）、放电线圈、串联电抗器、氧化锌避雷器、并联电容器专用熔断器、组架等。 2．集合式并联电容器组（无容量抽头）：并联电容器、隔离开关（接地开关或隔离带接地）、放电线圈、串联电抗器、氧化锌避雷器、组架等。 并联电容器支路串接串联电抗器的原因： 变电所中只装一组电容器时，一般合闸涌流不大，当母线短路容量不大于80倍电容器组容量时，涌流将不会超过10倍电容器组额定电流。可以不装限制涌流的串联电抗器。 由于现在系统中母线的短路容量普遍较大，且变电所同时装设两组以上的并联电容器组的情况较多，并联电容器组投入运行时，所受到的合闸涌流值较大，因而，并联电容器组需串接串联电抗器。 串联电抗器的另一个主要作用是当系统中含有高次谐波时，装设并联电容器装置后，电容器回路的容性阻抗会将原有高次谐波含量放大，使其超过允许值，这时应在电容器回路中串接串联电抗器，以改变电容器回路的阻抗参数，限制谐波的过分放大。 串联电抗器电抗率的选择 对于纯粹用于限制涌流的目的，串联电抗器的电抗率可选择为（0.1~1）%即可。 对于用于限制高次谐波放大的串联电抗器。其感抗值的选择应使在可能产生的任何谐波下，均使电容器回路的总电抗为感性而不是容性，从而消除了谐振的可能。电抗器的感抗值按下列计算： X L =K X C n 2 式中 X L ——串联电抗器的感抗，Ω; X C ——补偿电容器的工频容抗, Ω;
在无功补偿领域，我们经常会问的一句话是：电容器容量是多少？ 这里的“容量”又指电容器的额定容量，其实是指电容器的功率，单位用kvar（千乏）来表示。 专业知识普及 从下面这个公式可以看出电容器的功率与电压的关系： Q=2πfCU2 Q表示电容器的功率，单位var f表示系统频率，50Hz/60Hz C为电容器容量，单位uF(微法） U表示系统电压，单位kV(千伏） 由上面表达式可以看出，电容器的功率与施加到电容器两端 的电压平方成正比。 每一只电容器都有一个参数叫做额定电压，对应额定电压则有一个额定功率。 例如：选择电压为450V，额定功率为30kvar的电容器。 问1：当额定电压为450V，额定功率为30kvar的电容器，用在400V 系统中，其输出功率为多少呢？ 这就是我们经常碰到的问题，电容器的额定电压都是高于系统的额定电压的。
通过上面的公式，我们可以很快算出来： Q400=Q450×（4002/4502） =30×（4002/4502） ≈23.7 kvar 问2：为什么要选择额定电压高于系统电压的电容器呢？ 电容器经受过电压危害时将快速损坏。为了保障电容器的运行安全，需要选择额定电压大于系统电压的电容器。 到这个阶段我们知道了，如果无功补偿支路设计为纯电容器的话，无功补偿支路的输出功率要根据电容器的额定电压和系统电压进行折算。这也就是我们常说的安装功率（安装容量）和输出功率（输出容量）。 安装功率常指电容器的额定功率； 输出功率常指电容器在系统电压下的实际输出功率。 参照上面举例，我们可以知道：将额定电压为450V，30kvar的电容器应用于400V无功补偿系统，则此系统安装容量为30kvar，其输出容量为23.7kvar。 问3：当电容器串联电抗后，电容器与电抗器组成的补偿支路功率是多少呢？
电力电容器及无功补偿 技术手册 沙舟编著
目录 前言 第一章基本概念 (1) §1-1 交流电的能量转换 (1) §1-2 有功功率与无功功率 (2) §1-3 电容器的串联与并联 (3) §1-4 并联电容器的容量与损耗 (3) §1-5 并联电容器的无功补偿作用 (4) 第二章并联电容器无功补偿的技术经济效益 (5) §2-1 无功补偿经济当量 (5) §2-2 最佳功率因数的确定 (7) §2-3 安装并联电容器改善电网电压质量 (8) §2-4 安装并联电容器降低线损 (11) §2-5 安装并联电容器释放发电和供电设备容量 (13) §2-6 安装并联电容器减少电费支出 (15)
前言 众所周知，供电质量主要决定于电压、频率和波形三个方面。电网频率稳定决定于电网有功平衡，波形主要决定于网络和负荷的谐波，电压稳定则决定于无功平衡。当然三者之间也具有一定的内在关系。无功平衡决定于网络中无功的产生和消耗。在系统中无功电源有同步发电机、同步调相机、电容器、电缆、输电线路电容、静止无功补偿装置和用户同步电动机，无功负荷则有电力变压器，输电线路电感和用户的感应电动机，各种感应式加热炉、电弧炉等。为了满足系统中无功电力的需求，单靠发电机、调相机、电缆和输电线路电容是不够的，静补装置中也是采用电容器等。因此电容器在系统的无功电源中占有相当比重，加之调相机为旋转设备。建设投资大，运行维护费用高。近年来世界各国都积极装设电容器，满足系统无功电力要求，维持电压稳定。但各国主要是装设并联电容器，装串联电容器者较少，因此编者主要介绍并联电容器无功补偿技术，它还广泛应用于谐波滤波装置，动态无功补偿设备和电气化铁道无功补偿装置之中，因与电力系统谐波有关。限于篇幅，准备在“谐波技术”中详述。这里主要介绍一些无功补偿技术基础。限于编者水平，加上时间仓促，不当之处难免，请读者批评指正。
广东力生电器有限公司 -----高锡春 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。解决的措施:将电容器串联电抗器。其加装串联电抗器后谐波放大和电容器的严重过载问题都得到了满意的解决，实际测量结果表明谐波电流均在允许值之内，无放大现象，无功补偿和抑制谐波的效果均满意。 4、 低压无功补偿装置的合理选择 4.1 、首先摸清负载的性质和谐波含量 采用普通的低压电容补偿成套装置，还是选择具有抑制谐波功能的滤波器成套装置，关键在于负载的性质和所产生的谐波分量的大小。谐波分量的数值可由谐波测试仪测得。对电力负载的性质要特别
DOI ：10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.069 并联电容器对电力系统无功补偿及电压调节问题的探讨 马文成 固原供电局，宁夏 固原 756300 摘 要 变电站并联电容器可以对电网的无功功率进 行集中补偿。通过对无功功率的合理补偿， 从而达到调节电压、使系统经济和稳定运 行。但在实际运行中，往往由于设计原因， 无功负荷的分布不可预见性等因素导致变电 站母线并联电容器不能合理的补偿无功和调 节电压。下面就某站10kV 母线并联电容器运 行中存在的问题加以分析和探讨。 关键词 并联电容器；无功补偿；电压调节 某变电站电压等级为110/35/10kV ，两台 主变容量分别为25000kVA 和20000kVA 的有载调 压变压器，正常时20000kVA 变压器运行，另一 台主变热备用，10kV Ⅰ、Ⅱ段母线经分段开关 联成单母运行。10kV Ⅱ段母线装TBB 210- 3600/3600Kvar 成套电容器装置，电容器型号 为：BFFH 4-11/ －2×1800－1×3W 密集型电 容器，每组容量为1800Kvar ，两组共 3600Kvar ，其额定电流为89A ，串联电抗器型 号为CKGKL-12/10-1的空芯电抗器，额定电 抗率为1%。 1 运行中存在的问题 该站自2000年投运以来，因10kV 母线并联 电容器的补偿容量不合理致使电容器不能正常 投入运行，因此，10kV 母线输送的无功负荷不 能实现就地补偿，从而不利于电网运行的经济 性和稳定性。 1.1 并联电容器投入时补偿容量过剩 图例分析如下： 图1 上图数据为该站10kV 母线2011年有功、无 功负荷平均值，从图中可以看出，10kV 母线 年输送无功负荷最大值为1500Kvar ，最小值为 500Kvar ，平均值为1000Kvar 。若投入一组容量 为 的电容器时除补偿了10kV 母线输送的无功 负荷外，还向系统倒送无功容量800Kvar 。按照 规定，电力系统无功补偿应以分级补偿，就地 平衡的原则进行，向系统倒送无功时将会引起 过电压，系统稳定性受到破坏。因此，向系统 倒送无功是不允许的。 1.2 并联电容器投入时对母线电压影响较 大 若正常运行时投入一台20000kVA 的有载调 压变压器时，从图A 中可知10kV 母线年输送有 功功率最大值为6000kW ，最小值为3000kW ， 平均值为4500kW 。正常运行时，在110kV 母线 确保电压合格率的情况下，35kV 及10kV 母线 通过有载调压完全可以满足各级母线电压合格 率的要求。当电容器投入时，除补偿了10kV 母线输送的无功功率外，还向系统倒送了大量 无功。此时，变压器输出的无功功率减少，导 致高压侧母线向系统输送的无功减少而电压升 高。变压器中、低压侧母线电压随之相应升 高，尤其低压侧母线电压升高较大，而并联电 容器运行时向系统补偿的无功容量与其端电压 的平方成正比，电压升高浮度越大，向系统输 送的无功容量越大，如此恶性循环，可能导致 电容器过电压保护动作跳闸，系统其它设备超 过额定电压运行时，其绝缘受到威胁。此时， 用有载调压来降低电压运行已不能满足电压合 格率的要求。 1.3 并联电容器退出运行时对系统经济运 行的影响 变电站并联电容器投入电网的目的是为 了补偿系统无功的不足，减少电源向系统输送 的无功功率，从而提高有功输送容量。因电源 向系统远距离输送无功负荷时，在线路及变压 器等感性、容性元件及阻性元件上消耗一定的 有功功率，因此，电源远距离大容量输送无功 不经济。变电站采用并联电容器通过就地无功 补偿，可以降低电源向系统及用户输送的无功 负荷，从而提高了有功输送容量。相对于电源 输送无功时，变电站并联电容器的单位容量费 用最低，有功功率损耗最小（约为额定容量的 0.3%～0.5%），一次性投资，运行维护简便。 因此用系统减少输送的无功功率来相应的提高 有功容量的输送能力，从经济性方面比较， 并联电容器投资成本小，最多1～2年可收回成 本。因此，获得了最好的经济效益。 从以上分析可以看出，当该站并联电容器 退出运行时，据查10kV 母线年输送无功电能约 760万度。因此，在当前负荷情况下，并联电容 器退出运行最不经济。 2 应采取的措施 针对以上分析，该站10kV 母线并联电容器 在电压调整、无功补偿过剩及运行经济性方面 存在着相互制约的矛盾，如何解决这一问题， 本人提出采取以下措施： 2.1 改变10kV 母线并联电容器的接线方 式，改造图如下： 图2 图3 图2为原接线，改造前当一组电容器投 入运行时向系统输送的总无功补偿容量为 Q 1=U 2ωC ，式中：U 为母线端电压，当f 为工 频时，ω为一常数，C 1=C 2，因C 1和C 2并联， 所以C=C 1+C 2，即Q 1=2U 2ωC 1。图C 为改造后 的接线图，总无功补偿容量为Q 2=U 2ωC ，式 中：U 为母线端电压，当f 为工频时，ω为一 常数，C 1=C 2，因C 1和C 2串联，所以C=C 1/2， 即Q 2=U 2ωC 1/2。所以 Q 1/Q 2=2U 2ωC 1/ U 2ωC 1/2=4，即Q 2=Q 1/4=3600/4=900(Kvar)。 通过计算可知，改造后两组电容器串联后 再三相并联接于电网时的总无功功率900Kvar 。 考虑到后期无功负荷的增长给补偿带来新 -119- 的问题，上述改造中在实际设备上可通过如图 C 所示加装一组隔离开关来实现，即通过操作 拉开G 2隔离开关，合上G 1隔离开关来实现投入 无功容量900Kvar 。后期无功负荷增长较大时， 可通过操作拉开G 1隔离开关，合上G 2隔离开关 来实现投入无功容量 1800Kvar 。 2.2 改变并联电容器的接线方式后对系统 及各元件的影响 2.2.1 对系统的无功补偿情况 图A 中，按目前年平均输送无功负荷曲线 可以看出，年平均无功输送容量为1000Kvar ， 改造后并联电容器投入电网运行时补偿的无功 容量为900Kvar ，因此，可以实现就地补偿无 功的能力。对于后期无功负荷增长带来的无功 补偿不足时，可通过操作 G 1、G 2隔离开关来实 现电容器无功容量在900Kvar 与1800Kvar 之间转 换。 2.2.2 对电压质量的影响 改造后并联电容器输送的总无功容量为改 造前的一半，因此电容器投入运行时对电压的 影响相对较小，当各级母线电压变化时可通过 变压器有载调压装置调整电压，以及无功补偿 情况投退并联电容器来调整电压。 2.2.3 改造后的并联电容器运行时的经济 性 通过无功就地平衡补偿，据查可实现年累 计补偿无功负荷约760万度，相对电源系统输送 无功来说，可减少网损，提高电源输送能力， 最终达到经济效益最大化。 2.2.4 改造后对成套并联电容器装置各元 件的影响 2.2.4.1 对电容器各参数的影响 电容器额定电压为11/ kV ，改造后C1和 C2串联，当接在10kV 母线上时，C1和C2 串联 时分压，即C1与C2各承受电压为改造前端电压 的 一 半 ， 电 容 器 通 过 的 电 流 为 I=Q2/2U=900/2×10=45(A)。因此，改造后的 各电容器承受的电压和通过的电流均在额定参 数内。 2.2.4.2 对电抗器的影响 因电抗器额定电压为10kV ，额定电流为 189A ，改造后均在额定值范围内。 2.2.4.3 对继电保护的影响 当并联电容器主接线改变后，其输送的电 流和各电容器承受的电压相应的发生变化，因 此，原保护定值不能满足需要，应重新计算并 整定，即可通过现有微机保护整定两套定值， 当电容器的无功容量在900Kvar 与1800Kvar 之间 转换时，切换相应的定值实现保护功能。 笔者认为通过上述改造后，可解决该站目 前10kV 母线无功负荷的补偿问题，从而实现了 该站并联电容器长时间不能投入电网运行的难 题，同时，提高了10kV 系统的功率因数，优化 了电网运行方案，提高了系统运行的经济性。 参考文献 [1] 韩祯祥，吴国炎 .电力系统分析. 浙江大学出 版社, 2002年版，227页 [2] 李坚,郭建文 .变电运行及设备管理技术问 答.中国电力出版社 ,2005年版，158页 作者简介 马文成 学历：大学 职称：工程师。
电容补偿柜的电容容量如何计算 电容补偿柜的电容容量如何计算?（此文章讲的很透彻，很好的一篇文章）电网中由于有大功率电机的存在，使得其总体呈感性，所以常常在电网中引入大功率无功补偿器（其实就是大电容），使电网近似于纯阻性，Kvar就常用在这作为无功补偿电容器的容量的单位。 补偿电容器：主要用于低压电网提高功率因数，减少线路损耗，改善电能质量 电容器容量的换算公式为（指三相补偿电容器）： Q=√3×U×I ; I＝×C×U/√3 ; C=Q/×U×U) 上式中Q为补偿容量，单位为(Kvar)，U为额定运行电压，单位为(KV)，I为补偿电流，单位为(A)，C为电容值，单位为(F)。式中＝2πf/1000。 1. 例如：一补偿电容铭牌如下: 型号: , 3: 三相补偿电容器; 额定电压:; 额定容量:10Kvar ; 额定频率:50Hz ; 额定电容:199uF (指总电容器量，即相当于3个电容器的容量)。额定电流: 代入上面的公式，计算，结果相符合。 2. 200KVA变压器无功补偿柜匹配电容多少最合理? 一般来说,对于电动机类型的功率负荷,补偿量约为40%,对于综合配电变压器,补偿量约为20%. 如果知道未补偿前的功率因数,那么根据公式即可以算出具体的补偿量。 3. 例如：有电机12台，的电机4台，11KW的电机2台，500型电焊机15台，由于有用电高峰和低谷，在低谷时动力可下降30%，我现在用无功补偿柜里的电容器有4块14Kvar的，6块40Kvar的。据说匹配不合理，怎么样才能匹配合理。另外补偿器的读数在多少时最合适时没有罚款有奖励。 一般来说,配电变压器的无功补偿容量约为变压器容量的20%～40%，对于200KVA的配电变压器,补偿量约为40Kvar～80Kvar。准确计算无功补偿容量比较复杂，且负荷多经常变化，计算出来也无太大意义。一般设计人员以30%来估算，即选取60Kvar为最大补偿容量，也就是安装容量。电容器补的太少，起不到多大作用，需要从网上吸收无功，功率因数会很低，计费的无功电能表要“走字”，记录正向无功；电容器补的太多，要向网上送无功，网上也是不需要的，计费的无功电能表也要“走字”，记录反向无功；供电企业在月底计算电费时，是将正
一单项选择（共10道） 1 《并联电容器装置设计规范》GB50227-2008适用于（A ）kV及以下电压等级的变电站、配电站中无功补偿用三相交流高压、低压并联电容器装置的新建、扩建工程设计。 （Ａ）750（Ｂ）220 （Ｃ）110（Ｄ）35 ２电抗率是指并联电容器装置的（ C ）之比，以百分数表示。 （Ａ）串联电抗器的额定容抗与串联连接的电容器的额定感抗 （Ｂ）串联连接的电容器的额定容抗与串联电抗器的额定感抗 （Ｃ）串联电抗器的额定感抗与串联连接的电容器的额定容抗 （Ｄ）串联连接的电容器的额定感抗与串联电抗器的额定容抗 ３每个串联段的电容器并联总容量不应超过（ B ）kvar。 （Ａ）4200（Ｂ）3900 （Ｃ）2300 （Ｄ）1200 4 并联电容器装置总回路和分组回路的电器导体选择时，回路工作电流应按稳态过电流最大值确定，过电流倍数应为回路额定电流的（C ）倍。 （Ａ）1.1 （Ｂ）1.2 （Ｃ）1.3（Ｄ）1.5 ５用于单台电容器保护的外熔断器的熔丝额定电流，应按电容器额定电流的（C ）倍选择。 （Ａ）0.83--0.95 （Ｂ）0.95--1.12 （Ｃ）1.37--1.50（Ｄ）2--5 6 并联电容器装置的放电器件应满足电容器断电后，在5s内将电容器的剩余电压降至（C ）V及以下。（Ａ）380（Ｂ）220 （Ｃ）50（Ｄ）36 ７动态无功补偿装置SVC自身产生的3、5、7、11次谐波，采用角型接线，其中（ C ）次谐波不会流入系统。 （Ａ）5（Ｂ）7 （Ｃ）3 （Ｄ）11 8、计算电容器额定电压是，需要考虑哪些因素（A B C） （A）系统额定电压（B）串联电抗器引起的电压抬升 （C）谐波引起的电压抬升（D）电容器内部元件额定电压 9、110kV系统允许的电压总畸变率为（C） （A）1.6% （B）2.0% （C）2.4% （D）3.0% 10、电能质量对频率指标有严格的要求，系统频率主要取决于（B） （A）有功（B）无功（C）电压（D）电流 二填空题（共10道） 1、电力系统无功电源主要有同步调相机、同步发电机、电力电容器、静止无功发生器。 2、电容器成套装置一般由高压并联电容器、串联电抗器、隔离开关、电流互感器、避雷器以及其余附件组成。 3、并联电容器成套装置回路中串联电抗器的作用是抑制谐波和限制合闸涌流。 4、TCR型静止动态无功补偿装置一般具有热管自冷、水冷两种冷却方式。 5、电力电子元器件串联使用要解决均压问题，并联使用要解决均流问题，目前最常用的均压方式为在元器件两端并联RC均压回路。 6、静止无功发生器SVG一般具有空载、感性、容性三种运行方式。 2U。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受7、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为2 6U。（电源相电压为U2） 的最大反向电压为2 8、磁控型动态无功补偿装置其励磁方式一般分为内励磁和外励磁两种方式。 9、电能质量指标主要包括电压、电流、波形和畸变率。
并联电容器装置设计规范(GB50227-95) 第一章总则 第1.0.1条为使电力工程的并联电容器装置设计贯彻国家技术经济政策, 做到安全可靠、技术先进、经济合理和运行检修方便,制订本规范. 第1.0.2条本规范适用于220KV及以下变电所、配电所中无功补偿用三相交流高压、低压并联电容器装置的新建、扩建工程设计. 第1.0.3条并联电容器装置的设计, 应根据安装地点的电网条件、补偿要求、环境状况、运行检修要求和实践经验,确定补偿容量、选择接线、保护与控制、布置及安装方式. 第1.0.4条并联电容器装置的设备选型, 应符合国家现行的产品标准的规定. 第1.0.5条并联电容器装置的设计,除应执行本规范的规定外,尚应符合国家现行的有关标准和规范的规定. 第二章-1 术语 1.高压并联电容器装置 (installtion of high voltage shunt capacitors): 由高压并联电容器和相应的一次及二次配套设备组成, 可独立运行或并联运行的装置. 2.低压并联电容器装置 (installtion of low voltage shunt capacitors): 由低压并联电容器和相应的一次及二次配套元件组成, 可独立运行或并联运行的装置. 3.并联电容器的成套装置 (complete set of installation for shunt capacitors): 由制造厂设计组装设备向用户供货的整套并联电容器装置. 4.单台电容器(capacitor unit): 由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中并引出端子的组装体. 5.电容器组(capacitor bank): 电气上连接在一起的一群单台电容器. 6.电抗率(reactance ratio): 串联电抗器的感抗与并联电容器组的容抗之比,以百分数表示.
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。
用并联电容器补偿无功功率的原理及相关方法 无功补偿的原理：电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理. 集中补偿电容器作为补偿装置有两种方法：串联补偿和并联补偿。串联补偿是把直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称作串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少采用。并联补偿是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。按电容器安装的位置不同，通常有三种方式。 1.集中补偿电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6～10kV母线上，用来提高整个变电所的功率因数，使该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。可减少高压线路的无功损耗，而且能够提高本变电所的供电电压质量。
2.分组补偿将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端所高压或低压母线上，也称为分散补偿。这种方式具有与集中补偿相同的优点，仅无功补偿容量和范围相对小些。但是分组补偿的效果比较明显，采用得也较普遍。 3.就地补偿将电容器或电容器组装设在异步或电感性用电设备附近，就地进行无功补偿，也称为单独补偿或个别补偿方式。这种方式既能提高为用电设备供电回路的功率因数，又能改善用电设备的电压质量，对中、小型设备十分适用。
补偿电容器运行规程 1.一般规定 1.1 并联补偿电力电容器组必须装设单台保护装置、过电流保护装置、过电压保护和失压保护装置。 1.2 单台保护装置可用以下方法实现 1.2.1 单台熔丝； 1.2.2 单三角接线的零序保护； 1.2.3 单星形接线的中点电流平衡保护； 1.2.4 双三角接线的差流保护； 1.2.5 双星形接线的中点平衡或电压平衡保护； 1.2.6 相由几台串联而成时，串联元件差压或元件过电压保护或H型接线平衡保护； 1.2.7 单台熔丝可与其它五种保护之一配合时采用，其它五种保护根据一次接线只采用其中一种。 1.3 采用内熔丝电容器时，不必装设单台熔丝。而采用第1.2条规定的单台保护，每串联段的过电压保护，但仍应有整流过压及失压保护。 1.4 用熔丝保护时，必须使用专用熔断器与专用熔丝，熔丝额定电流为单台电容器额定电流1.3~1.5倍。 1.5 当同一变电站同一母线上(或同一电压并列运行的两段母线上)装有两组及以上电容器时，为限制合闸涌流，必须装设串联电抗器，
如安装地点有高次谐波，为限制高次谐波电流也应装设串联电抗器。对无高次谐波，仅为限制合闸涌流时，串联电抗器可按2%选择，对限制高次谐波电流的串联电抗器，根据谐波次数来决定，为限制三次谐波时串联电抗器应选13%，五次谐波6%，七次谐波3%。 1.6 防止切除电容器时，开关电弧重燃过电压，电容器母线上应单独装设避雷器和放电记录器，所用避雷器尽量采用性能较好的氧化锌避雷器。 1.7 容器组尽量配有专门的放电线圈，无专门放电线圈时，电压互感器作放电回路但要验标。 1.8 由于电容器始终在满负荷下运行，电容器回路的开闭回路设备，互感器，铝母线和电缆载面宜有较大裕度，一般情况下，互感器额定电流应为电容器电流1.5~2倍。电缆和母线载面按经济电流密度选择。 1.9 对于投切较频繁（在运行期间，每日至少投切一次）的电容器组或单组容量为3000千乏以上时必须采用真空开关控制切投不频繁（如投入运行后，在一定时间内不退出的）以及单组容量小于3000千乏时，允许采用SN10—10型开关来控制，但无论用何种开关，遮断容量符合安装地点短路容量的要求。 1.10 投切较频繁的电容器组（指每天投切两次以上的），尤其是分组投切的多组电容器一般应安装自动切投装置，自动投切装置可按以下原则投切。 1.10.1 按固定时间自动投切；
题目：无功功率补偿和并联电容器
目录 第一章绪论 (3) 1.1研究背景 (3) 1.2无功装置的发展状况 (4) 第二章无功补偿的原理 (5) 2.1无功补偿的原理 (5) 2.2无功补偿的意义 (5) 2.3确定容量的一般方法 (7) 2.4无功补偿装置的选择 (8) 第三章无功补偿的投切方式 (9) 3.1无功补偿的投切器件 (9) 3.2瞬时投切方式 (10) 第四章并联电容器 (12) 4.1并联电容器简介 (12) 4.2使用电容器的优点 (12) 4.3并联电容器无功补偿的配置方法 (13) 4.4电容器的安装要求 (13) 4.5并联电容器的日常维护 (14) 4.6电容器组投入和退出运行 (15) 4.7例子 (15) 第五章总结 (20)
第一章绪论 1.1研究背景 目前，我国的电网，特别是广大的低压电网，普遍存在功率因数较低，电网线损较大的情况。导致此现象的主要原因是众多的感性负载用电设备设计落后，功率因数较低，比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的70%，而由于设计和使用方面的原因我国的电动机的功率因数往往较低，一般约为 cos=0.70。 在这种情况下，采用无功补偿节能技术，对提高电能质量和挖掘电网潜力是十分必要的，世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界发达国家有不小的差距。因此大力推广无功补偿技术是非常必要的,世界各国都把无功补偿作为电网规 划的重要组成部分。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界发达国家有不小差距。因此大力推广补偿技术是非常必要的，并且从以下数据，我们也能看出无功补偿所能带来的巨大经济效益。2007年，我国年总发电量为32559亿千瓦时，统计线损率为8.77%，但是这个数字没有包含相当大的 110千伏、35千伏、10千伏的输电线损及0.38千伏的低压电网线损。据报 道，估计实际的统计线损率约为15%，即2007年全国年线损量约为4800亿 千瓦时，设全国的理论线损与统计线损相一致，其中可变线损约占理论总线损的80%，则每年可以降低线损约为300亿千瓦时。设当前全国电力网总负 荷的当前功率因数cos=0.85，采用无功功率补偿后，把电力网总负荷的功率因数提高到cos=0.95，则每年可以降低线损约为390亿千瓦时，按0.5 元每千瓦时计，价值约为185亿元，设2007年全国电网的最大负荷利用小 时数为5000小时，则电网的最大负荷约为2亿千瓦时，当用无功功率补偿 法把功率因数cos=0.85，提高到cos=0.95，全国电网需总补偿总量约为 0.58亿千瓦。当前无功功率补偿装置设备主要为电力电容器，设无功补偿设 备每千瓦的平均综合造价为50元，则全国无功补偿装置的总投资约为29亿元。应当指出，节省240亿千瓦时约相当于一座400万千瓦火电厂的年发电量，而建一座400万千瓦的火电厂需综合费用约为300亿元，同时每年需燃 烧煤约为1200万吨，每年产生CO 2和SO 2 等有害物质约为600万吨。由此可 见，产生相同的电力，无功补偿的费用越为新建电厂费用的10%，而且无功补偿设备的费用仅需两个月的无功功率补偿的将损节电费用即可全部收回。 综上所述，无功补偿不仅具有如上述的节省投资、节省电力、节省燃料及污染等作用，同时还可以提高电力系统设备的供电能力，改善电压质量，
并联电容器无功补偿及其正确使用 异步电动机的无功就地补偿技术，近些年来得到推广应用。就地补偿方式的主要优点是：所需设备少，投资少，运行可靠，维护方便，特别对单机容量较大，运行时间长，距离电源较远的电动机更为适用。它对减少企业电能损失，提高电压质量有重大意义。采用并联电容器进行无功补偿，其主要作用是：1、补偿无功功率，提高功率因数；2、提高设备出力；3、降低功率损耗和电能损失；4、改善电压质量。一般工矿企业要求功率因数必须大于0.9，为提高功率因数常采用变电所集中补偿和就地补偿或两者结合使用。无功补偿容量按下式计算：Q=P（tgθ1—tgθ2），其中tgθ1、tgθ2为补偿前后的正切值，在补偿前后，由于有功功率不变，有功功率损耗值也无改变，但是，无功功率发生了变化，由Q降低为Q—Q C,故通过输、变配、用电设备有效电阻R时，有功功率的损耗由降低为ΔP2Q，所以并联电容器补偿的经济当量为K C=ΔP1Q—ΔP2Q=[Q2/U2*10-3—（Q-Q C）2/U2*R*10-3]/ Q C=（2Q- Q C）/ U2Q（2- Q C/Q）=ΔP1Q/Q（2- Q C/Q），可见采取并联电容器补偿的经济当量的大小取决于补偿容量与无功功率的比值。并且还表明，K C与两个因素有关：一是与ΔP1Q/Q成正比，二是与（2- Q C/Q）成正比。由于Q C可大可小，从自身效益和社会效益整体来考虑，多少合适，这是一个值得研究的问题。（1）、当Q C《Q时，2- Q C/Q≈2，这种情况等于没有补偿，谈不上降低有功功率的损耗。（2）、当Q C≈Q 时，2- Q C/Q≈1，这种情况等于全补偿，因负荷的变化，有时会出现
谐波对于电网的危害非常大，主要表现在以下方面： 1. 由于电网主要是按基波设计的。由于LC元件的存在，虽然在基波时不会发生谐振，但在某个特定谐波时 却可能引起谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，电网谐振引起设备过电压，产生谐波过流，对设 备造成危害。特别是对电容器和与之串联的电抗器。其中，特别要注意的是，由于电容器是容性负载，能与电网上感性设备（其它设备主要是感性设备）配合，构成共振条件，又由于其大小与谐波频率成反比， 因此，电容更容易吸收谐波共振电流，引起电容过载，造成电容损坏，或者熔丝熔断。 2. 使电网中的电气设备产生额外的损耗（谐波功率），降低了设备的效率，同时谐波会影响设备的正常工作，例如变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，电机产生机械振动等故障，绝缘部分老化、变质， 严重时候甚至设备损坏。 3. 导致继电保护和自动装置误动或拒动，造成不必要的损失，谐波会使电气测量仪表测量不准确，造成计 量误差。 另外，谐波还会产生对设备附近的通信系统产生干扰等其他危害。 谐波来源 1、中频炉、电弧炉等设备是该地区谐波的主要来源 中频炉、电弧炉等作为一类高效的加热源已经非常普及。电弧炉是利用电极物料间产生的电弧熔炼金属， 因此，它的电流波形很不规则，含有多种谐波（2次到7次）以及间谐波，这是谐波的一个重要来源。而 中频炉是工频电流整流后再变为中频，再利用电磁感应来熔炼金属，因此产生大量的高次谐波，其中以5 次、7次、11次等奇次谐波为主。 2、用户变压器群是该地区谐波的重要来源 一般情况下，三相变压器由于铁芯为日”形状，中相比边相要短一半，因此，三个磁路的不对称引起变压 器励磁电流中含有谐波分量。所以当对空载三相变压器加电压激励时，即使受电侧没有零序电流通路（中性点不接地或三角形接线），励磁电流中也会有谐波分量。虽然在实际运行时，这个谐波分量很小，但由于变压器绕组接法以及各绕组和电网各相的连接统一规定时，则各台变压器励磁电流里的同次谐波彼此叠加， 形成了电网中谐波的又一重要来源。例如，在绝大多数配变中，都是Y, yn接线，变压器的中间的铁柱对 应的线圈即中相接的都是B相，这样的统一接法，就为3、5、7等次谐波提供了一个分别互相叠加的条件。 3、谐波的其他来源 事实上，谐波还有其他的来源，各类生产用电如电镀、电泵等，生活用电中如电视机、电脑、荧光灯等采 用开关电源或其他电力电子技术的装置，单独来看，所产生的谐波非常微小，但是由于其数量的极其庞大， 也是不可忽视的一部分。 消除谐波的方法： 从源头上消除谐波-不采用有谐波的装置或负载，如采用矩阵变频器、12相以上整流装置，都可以大大减 少或消除谐波。 被动消除谐波- 抑制谐波的方法主要有两种：一种是减小的方法，即采用无源滤波器，它是利用L-C谐振特性，形成对某一频率的低阻抗特性，从而减小流向电网的谐波电流；二是让补偿装置提供反相的谐波电 流，以抵消变流器所产生的谐波电流，即有源滤波器。 供电系统中的谐波 在供电系统中谐波电流的出现已经有许多年了。过去，谐波电流是由电气化铁路和工业的直流调速传动装 置所用的，由交流变换为直流电的水银整流器所产生的。近年来，产生谐波的设备类型及数量均已剧增， 并将继续增长。所以，我们必须很慎重地考虑谐波和它的不良影响，以及如何将不良影响减少到最小。