1无功补偿及谐波治理

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。

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。

绪论电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。

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；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。

我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。

随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电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损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。

举个常见的例子来说，电子节能灯在使用量所占比重较小的电网中运行，的确比常用的白炽灯好，不仅亮度高又省电，而且使用寿命也长。

但是相反，在大量投运节能灯后，就会发现节能灯的损坏率大大提高。

这是由于节能灯是非线性负荷，它产生较大的谐波污染了这一片电网，造成三相负荷基本平衡情况下，中心线电流居高不下，造成了该片电网供电质量下降，用电设备发热增加，电网线损增加，使得该区的配变发热严重，严重影响其使用寿命。

因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。

第一章 基础概念1.1 电力系统的组成电力系统是由发电、输电、用电三部分组成。

其中过程为发电厂发电经升压变压器升压并网，再由输电网络输送的各个变电站，变电站进行降压后输送给各个用户，用户经过再一次降压后给用电设备供电。

主要设备为发电机、升压变压器、输电网络、降压变压器、用电设备及二次保护系等组成。

发电机的电压等级一般为6KV 、10KV ，输电网络为110KV 、220KV 、500KV ，配电网络为10KV 、35KV ，用电设备一般为380V 、220V 。

我国电力系统采用三相50HZ 交流供电。

1.2 功率的概念在供电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流时正弦波形（不含有谐波的情况下），正如电压为：()ωt U t U sin 2=式中 U ------电压有效值ω--------角频率f πω2=f ---------频率 (50HZ) 正弦电压施加在线性无源负载上如电阻、电容、电感上时，其电流的表达式为：()()ϕ-=ωt I t I sin 2I --------电流有效值φ--------相位角 电压和电流的关系从相位图上看如：（绿色为电压，红色为电流）电流相位角φ>0时，为电流滞后电压，负载呈现为感性（如电动机）电流相位角φ<0时，为电流滞后电压，负载呈现为容性（如无功补偿器）视在功率为： UI S = （KV A ）有功功率为：ϕcos UI P = (KW)无功功率为：ϕsin UI Q = （Kvar ）在正弦交流电路中，有功功率P 是用来做功的，是负载消耗掉的真正的功率。

电能质量如何治理-无功补偿与谐波治理的配合安科瑞王志彬电能质量治理设备制造业的发展，主要体现在无功补偿技术和谐波治理技术的不断创新和改进。

本文结合行业发展时应市场需求而衍生出的具有代表性的产品与我司能提供的治理方案来整理出无功补偿与谐波治理间的关系。

引言全球工业的快速发展对能源消耗需求迅速增加，以至上世纪70年代起，造成能源大量消耗、能源价格快速上涨，以致能源危机发生。

与此同时，矿物能源的使用对自然环境产生破坏，出现全球气候异常。

在此背景下，各国政府出台能源节约政策，鼓励节能产品应用和技术推广。

而对于我司节能控制事业部来说，我司能为市场做出服务就包括了电能质量治理。

而想要治理好电能质量，就需要知道电能质量中无功补偿与谐波治理的关系。

无功补偿技术随着电力监管部门对用户功率因数要求的提高和企业对电能质量重要性认识的提升，无功补偿装置在国内的市场需求自2004年左右开始爆发。

对于用电业主而言，要求相当明确，功率因数达标，不被供电部门罚款甚至奖励，而由于负载侧设备的更新换代，无功补偿技术需要面对的问题就越发多样，（三相不平衡，零线过流，负载变化频率和幅值较大，谐波危害等等。

）因为无功补偿面对的问题日益增加，无功补偿的方法也就越来越多，从传统的带旋转机械的方式到现代的电力电子元件的应用，经历了数十年的发展历程，先后出现了调相机、固定补偿电容器、SVC、SVG等产品。

第一阶段：同步调相机和固定补偿电容器：早期的无功补偿装置是同步调相机和固定补偿电容器。

前者运行成本高、安装复杂，后者补偿容量较大，但不能连续调节，而且可能与系统发生谐振。

同步调相机补偿方式在目前的无功补偿项目中已不再使用。

固定补偿装置主要由电力电容器、电抗器和机械开关构成，是一种较简单的无功补偿装置，可分级、分组投切，但不属于动态无功补偿，因其价格低廉，适用于负荷波动不频繁的场所。

固定补偿装置是70年代最普遍的无功补偿方式，随着电力电子的应用以及电力部门的考核要求，固定补偿不能满足系统无功的变化，同时因为系统谐波，固定补偿装置对谐波放大形成隐患，该技术目前已逐渐淘汰。

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。

工业硅炉的谐波治理及无功补偿研究摘要：工业硅炉的谐波治理和无功补偿向来是工业硅生产中的一个重要技术问题，对于工业硅炉来说，谐波会产生巨大的影响，造成工业硅炉在生产中出现能源浪费等现象，使工业硅生产的绿色环保指数下降，为了提升工业硅生产的环保价值，我们要积极探寻工业硅炉的谐波治理及无功补偿的方法。

关键词：工业硅炉；谐波治理；无功补偿工业硅生产是连续的,影响硅炉正常运行的因素很多,如果不能及时的调整和消除,将会使炉况恶化,生产不能顺利进行,达不到所要求的经济技术指标,严重时不能继续生产,只得停炉或再次启动,造成很大的浪费。

对于工业硅炉的谐波治理和无功补偿是改善硅炉不良情况的一种办法，有助于提高工业硅生产的绿色节能价值，使工业硅行业向着绿色环保更进一步。

1工业硅炉谐波治理的意义工业硅炉是一种冲击性的不对称负载,在其生产过程中,除了消耗大量的有功、无功功率并产生谐波、电压闪变外,还产生大量烟气,为了保护自然环境,须积极推行烟气净化,使其达标排放,并回收有用粉尘节省投资,增加效益。

治理谐波及无功补偿的意义,也可以上升到从治理污染、维护绿色环境的角度来认识,对电力系统这个环境来说,无谐波、无电压闪变,就是“绿色”的主要标志的一部分。

2工业硅炉的谐波特征2.1工业硅炉的数学模型工业用电弧炉从用电特性上分有二种,一种是直流炉,一种是交流炉。

直流电弧炉是接在整流装置上,整流装置产生的谐波可以通过傅立叶级数进行谐波分析,在供电系统和整流设备的参数对称时,得出的值是比较准确的。

工程应用成功率很高。

而目前工业硅炉交流炉比较多,电弧的产生息灭,引起供电回路阻抗变化极大,随机性也很大,因此对交流电弧炉不能采用傅立叶级数进行谐波分析,工程上大量采用实测和经验数据,工程应用成功率也很高2.2工业硅炉谐波的产生本文所说工业硅炉含硅铁炉、铁合金炉、电石炉等,工业硅炉在配电网中,特别是较小的供电电网中是重要的谐波源,和炼钢电弧炉相比,硅炉的负荷波动和谐波电流含有率较小,但随着硅炉容量的增加,6300kVA以上的硅炉越来越多,硅炉容量的增加在效率增加的同时,负荷波动和谐波电流的含有率,也随着增加。

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。