无功补偿和谐波治理基本原理和方法(PPT 60页)

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。