FC滤波及无功补偿装置在谐波治理中的应用

高压FC型滤波及无功补偿装置由滤波电抗器和滤波专用电容器构成。

电抗器和电容器在特征次谐波频率下形成LC串联谐振，对该次谐波相当于一个低阻抗通道，使谐波电流大部分流入滤波回路。

FC 型滤波及无功补偿装置滤波效果明显，能够将谐波全部或大部分吸收，维护良好的用电环境，保障电气设备安全运行，同时还能提高电网功率因数，收到良好的经济效益。

产生谐波电流的电气设备有各种变流装置、变频器、电弧炉及其它非线性电气设备。

其谐波电流往往超过国家相关标准的允许数值，严重影响电网的电能质量。

高压FC无源滤波装置：主要包括单调谐波回路和高通滤波回路，安装与6kV,10kV,35kV母线侧，能够将谐波完全或大部分吸收，以维护良好的用电环境，保障电气设备的安全运行。

同时还可以提高电网的功率因数，收到良好的经济效益。

无功功率补偿与谐波治理基础知识发布时间：10-08-25 来源：点击量：1597 字段选择：大中小无功功率的影响有那些1. 增加设备容量。

2. 增加设备及线路损耗。

3. 使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。

什么是无功补偿电力系统中大量的负荷是电感性的，因此我们将吸收感性无功功率的负荷称为“无功负荷”，而将吸收容性无功功率的设备称为“无功电源”。

无功补偿就是吸收或供给适度可变的无功功率，以改善交流电力系统的供电质量。

大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。

网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。

显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。

合理的方法即是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。

常用的无功补偿的方法有几种1. 同步补偿机2. 同步电动机3. 同步发电机4. 并联电容器5. 静止无功补偿装置6. 静止无功发生器无功补偿的作用有那些提高供电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。

煤矿供电中FC+SVG动态补偿滤波装置的应用解析煤矿的供电系统应用FC+SVG并联装置来控制无功功率和高次谐波的办法来动态的补偿滤波。

这种技术的成功运用，能够较快地随着矿井负担的无功电流所产生的变化来变化，自动对电网系统需要的无功功率进行补偿，实现了电网在无功功率上的非静态的补偿，及时消除各个层次的谐波在高腰交流电网里受到污染，能够高效消除主、副井绞车这种较大功率的变频技术污染电网谐波，让交流电的供电系统变成有可变空间的动态供电系统。

标签：煤矿供电；FC+SVG动态补偿；滤波装置矿井主提升设备以及大型的空气压缩机、通风机、水泵、采煤机以及抽采装置等，这些类型的设备单位功率均很大，启动的次数多，给供电的系统武功冲击的力度加大。

在大型用电机器运作的过程中，要耗费很多没用的功率建立和维系磁感电流对用电机器的供给。

此外在煤矿井下供给配电的整个系统里有很多的感性负荷在里面，这里的感性负荷需要耗费很多无功功率，使供电的整个系统功率因数过低，加大电路中电压的消耗以及电能的耗费。

这时改变频率的机器以及能控制整体电流的装置来拖动应用在矿井升高机中，运作的时候有很多高次谐波出现，会危害整个供电系统中电能的质量。

1 煤矿的供电系统中应用FC+SVG动态补偿的可行性淮南矿区几乎每一个矿井的供电系统都受到谐波影响，许多矿曾经都发生过电压互感器烧坏，电容器保险熔断，乃至大型设备的电子监控系统出现故障而造成大面积停电事故的现象。

几个专业的机构测试了谐波，其中主要是5次、7次和11次。

矿井在建设的时候设计安装的非动态FC，非动态滤波的补偿装置，是一种高通的滤波器，它的组成是电容、阻尼电阻以及电感，在技术方面是相对落后的，没办法监控无功负荷的改变，瞬间功率因数比较低，供电的时候有很大损失和消耗，对系统的经济和运行都产生很大影响。

而且因为FC滤波旁边的电流无功率容量是相对比来说稳定的，矿井升高机这些机械的负荷波动是很大的，每一个矿都发生过过补偿的情况，其原因就是大型机械设备停止运行，导致投入5次滤波支路成为极限，超过7次就无法使用。

高压滤波补偿fc
高压滤波补偿装置（FC）是一种用于电力系统的设备，主要用于高压电力传输和分配系统中，用于滤波和无功补偿。

滤波功能是高压滤波补偿装置的主要作用之一。

在电力系统中，由于各种电力设备的运行，会产生谐波电流。

这些谐波电流会对电力系统和其他设备造成不良影响，如电能质量下降、设备过热、电磁干扰等。

高压滤波补偿装置通过内部的滤波器，可以有效地滤除电力系统中的谐波电流，提高电能质量，保护其他设备的正常运行。

除了滤波功能，高压滤波补偿装置还可以进行无功补偿。

无功功率是电力系统中不可避免的一部分，但过多的无功功率会导致电力系统效率下降、电压波动等问题。

高压滤波补偿装置通过内部的电容器或电抗器，可以提供无功功率补偿，提高电力系统的功率因数，减少无功功率的传输，提高电力系统的效率和稳定性。

高压滤波补偿装置通常由滤波器、电容器、电抗器、控制系统等组成。

它可以根据电力系统的需求进行定制和配置，以满足不同的应用场景和要求。

总的来说，高压滤波补偿装置在电力系统中起到了重要的作用，它可以提高电能质量、保护设备、提高电力系统效率和稳定性，确保电力系统的安全和可靠运行。

19河南科技2010.8下一、引言随着电力半导体器件的不断更新和发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，大功率的整流器、变频器、UPS、计算机、复印机、节能灯等设备会产生大量谐波电流注入电网，使电压波形产生畸变，从而对电网和所有后端用户造成严重危害，因此谐波问题及谐波治理问题随着电力系统的发展愈来愈引起人们的重视。

本文以项目实例介绍一种新型无功补偿装置——有源滤波器，该装置可有效抑制电网谐波，使电网电压保持稳定，避免了电容器与系统发生谐振的现象。

二、项目应用实例1. 项目概况。

某项目为年产10万吨过氧化氢项目，项目拟建一10/0.4KV变电站，电源进线引自原110/10KV变电站，采用专线架空敷设，该10/0.4KV变电站设变压器2台，装置内用电负荷均由该变电站供电。

2. 电网现况。

过氧化氢项目与原离子膜项目紧邻，共用同一电网。

现有装置电容器使用过程中，发生数次电容击穿、烧毁等事故，经初步分析事故原因为：由于离子膜整流装置产生高次谐波注入电网，该谐波电流流入电容器，使之过流发热，同时电容器与电网电感发生并联谐振，导致谐波的放大， 造成电容器烧毁事故。

在现场采用谐波检测器对电网中一个支路进行检测。

该支路变压器容量为1600kVA，电压等级为10kV/0.4kV，采用D,Yn11联结方式，阻抗电压百分比为4.5%，短路容量为35 MVA。

图1为现场测试时所抓拍的电压畸变图和电流频谱图。

从图中可以看出，谐波成分以5次和7次为主，根据测试数据分析出5次谐波电流大小为238.6A，7次谐波电流大小为162.2A，5次、7次谐波电流均已超出国标值所规定217A和154A范围，电压畸变率为5.2%，超出国标规定值5.0%。

图 1　滤波装置使用前电网侧电压畸变图和电流频谱图由此可见，现场电网中存在多次谐波，并且谐波污染十分严重。

通过对现场调研，离子膜项目中使用的多台整流器，产生大量谐波电流，进而影响电网质量。

该项目中无谐波治理装置，仅在离子膜项目的变配电站内设有无功补偿电容器，虽补偿后全厂功率因数已达0.9以上，满足国标要求，但这种传统无功补偿方式通过配置固定电抗率的电抗器，仅能抑制相应次数的谐波电流，对治理电力系统中存在的多次谐波效果不佳。

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%。

无功补偿技术在电力系统谐波滤波中的应用随着现代社会对电力需求的不断增长，电力系统中的谐波问题也变得日益突出。

谐波对电力设备和电网的稳定运行造成了严重的影响，因此需要采取有效的措施对谐波进行滤波。

在电力系统谐波滤波中，无功补偿技术被广泛应用，本文将探讨无功补偿技术在电力系统谐波滤波中的应用。

一、无功补偿技术概述无功补偿技术是一种通过无功电流和电压来实现电力系统功率平衡的技术。

它将电力系统中的无功功率进行制备或吸收，从而减少谐波对电力系统的影响。

常见的无功补偿技术包括静态无功补偿装置（SVC）、静态同步补偿装置（STATCOM）和动态无功补偿装置（DSTATCOM）等。

二、无功补偿技术在电力系统中的作用无功补偿技术在电力系统中具有多种作用。

首先，它可以提供无功功率，使得电力系统的功率因数接近于1。

其次，它可以改善电力系统的电压稳定性，避免电压波动对负载设备的损坏。

此外，无功补偿技术还可以减少谐波电流在电网中的流动，从而减小谐波对电力设备的影响。

三、无功补偿技术在谐波滤波中的应用1. 无功补偿技术能够对电力系统中的谐波电流进行补偿。

基于谐波理论，通过无功补偿装置产生的无功电流与谐波电流相互抵消，从而起到滤波的效果。

这种方式既可以有效地减小谐波电流的幅值，又可以降低谐波电流对电力设备的影响。

2. 通过无功补偿技术，可以对电力系统中的谐波电压进行控制。

谐波电压是谐波电流通过电力设备引起的，通过通过相应的无功补偿装置可以制备或吸收谐波电压，从而减小谐波电压的波动，降低对负载设备的影响。

3. 结合无功补偿技术与滤波器的使用，能够同时对电力系统中的谐波电流和谐波电压进行补偿和滤波。

无功补偿装置通过制备或吸收无功功率，使得电力系统功率因数接近于1，同时通过与滤波器相结合，对谐波电流和谐波电压进行补偿和滤波，从而实现对电力系统中谐波的全面控制。

四、无功补偿技术的应用案例1. 在工业生产中，无功补偿技术广泛应用于大型电动机的起动和运行过程中。

无功补偿及谐波治理装置的设计及其实际运用研究电路系统内，低压电网运行中往往会存在无功功率和设备损耗，容易导致输电的电流增加，影响线路设备的稳定运行状态。

通过无功补偿可以降低低压电网中的无功功率，提升功率系数，另外，通过对电流谐波进行滤波和消除，可以有效改善用电质量。

标签：无功补偿;谐波治理;低压电网1 引言企业运行过程中，低压电网中往往会存在大量的电感性负荷，导致电网系统内的无功功率增加，影响电网的输电效率。

另外，由于无功功率的存在，导致功率系数降低，而输电电流增加，影响输电网络的线路和电气设备受到不同程度地影响。

为了有效地对该问题进行解决，需适当地增加无功补偿的装置，保证功率系数维持在合理范围，减少体系运行的损耗。

另外，通过对体系进行电流谐波过滤，可以有效提升电能质量。

2 无功补偿的现状（1）补偿措施应用根据无功补偿的应用情况，可以分为集中补偿和分散式补偿两种。

其中对于企业内部应用的补偿类型为集中补偿，而对于电网线路而言，补偿模式为分散性补偿。

相对于分散性补偿方式，集中补偿具有管理简便，电阻器的控制可以通过自动模式，也可使用手动模式。

另外，集中补偿更具有适用性程度高，供电质量能够得到有效提升。

但集中补偿无法有效降低企业内部的无功功率和电能消耗，同时对于线路也会产生一定的影响。

（2）集中补偿与工厂用电匹配情况目前，我国工厂内关于用电情况具有明确的规定，需要对线路中的损耗问题进行严格控制，同时保证输电电网的稳定性。

另外，目前企业为了达到降低负荷、降低损耗的目的，对电动机均进行技术改造升级，通过升级后往往需要对电动机进行就地补偿的方式进行控制，而最终体现出的情况就是集中补偿方式逐渐与企业实际的用电需求不相符。

（3）集中补偿对于供电线路的影响采取集中补偿方式能够对部分无功功率和损耗进行改善，但对于大部分无功功率的降低，其效果并不好。

因此集中补偿方式容易导致变压器出现超负荷的情况，影响变压器的安全稳定运行，甚至会造成变压器线路的损害，导致系统出现跳闸，影响稳定供电。

浅谈FC无源滤波器在110KV变电所中的应用及维护分析摘要：随着现代经济的快速发展和工业建设的不断崛起，供电的可靠性与安全性也日益有待提高，本人文章中从FC无源滤波器应用维护、110KV变电所谐波治理等方面简单提出一些意见。

供同业人员参考。

1 板材公司110kV变电所目前采用的FC无源滤波装置。

全厂10 kV系统负荷的功率因数约为0.8，各生产机组由交流变频装置供电的负荷产生的高次谐波量大。

为了减小损耗，使电压质量满足相应规定允许值的要求，在110kV冷板变电站10kV母线上装设谐波滤波装置(以下简称为FC装置)，兼作无功功率补偿，使总降压变电站110kV侧的功率因数达到0.90以上，电压畸变值在规程国家标准GB/T14549-93允许范围内。

滤波装置分两套分别设在110kV变电站的10kV不同母线上。

1.1 性能保证两套滤波器，各是I段滤波器，II段滤波器。

在电气接线，I段滤波器接于I段母线上，II段滤波器接于II段母线上。

每套滤波装置分别设置5次、7次及11次 3个支路，滤除各谐波，各支路容量分别为 3.84Mvar、3.84Mvar、5.76Mvar，每个支路主要设备有电抗器、电容器、隔离开关、电流互感器、避雷器及放电线圈。

两套装置之间能一起运行。

装置运行时安全可靠，不与系统发生谐振。

滤波补偿装置一次系统图如下：1.2 设备作用说明⑴隔离开关：检修时形成明显的断点，保证检修人员的安全；⑵断路器：进行合闸及分闸操作；⑶电压互感器：提供系统电压测量数据及保护信号；⑷进线电流互感器：提供系统电流测量数据及保护信号；⑸电抗器：与电容组成FC滤波支路；⑹无感电阻及过电压阻尼装置：抑制各种过电压，保证设备安全；⑺电容器：提供容性无功；⑻不平衡流互：提供不平衡保护信号；⑼保护装置：故障时断开断路器，对系统能起到保护的作用。

1.3 投运条件当110kV考核点功率因数低于0.9时，依次投入5次、7次及11次高通支路，直到功率因数不低于0.90。

无功补偿技术在电力系统的电流谐波滤波中的应用随着电力系统的快速发展，电力负荷的增加导致了系统中电流谐波的产生和传播。

这些电流谐波对电力设备和电网稳定性产生了不利的影响。

因此，电力系统中的电流谐波滤波技术变得十分重要。

本文将介绍无功补偿技术在电力系统的电流谐波滤波中的应用。

一、无功补偿技术的原理无功补偿技术是通过电力系统中的无功补偿装置来实现的。

无功补偿装置主要包括静态无功补偿器（SVC）、静态同步补偿器（STATCOM）和静止无功发生器（SVG）等。

这些装置通过对电力系统中的无功功率进行控制，调整系统中的功率因数，从而实现电流谐波的滤波和谐波电压的调节。

二、无功补偿技术在电流谐波滤波中的应用1. 无功补偿技术对电流谐波的滤波无功补偿技术可以通过调节其自身的工作方式和参数，有效地过滤电力系统中的电流谐波。

无功补偿装置能够识别电流中的谐波成分，并产生反向的谐波电流，从而抵消原有电流中的谐波成分。

这样，无功补偿技术可以显著降低电流谐波水平，保证系统中的电流质量。

2. 无功补偿技术对谐波电压的调节除了滤波功能，无功补偿技术还可以对电力系统中的谐波电压进行调节，以保证系统中的电压质量。

通过控制无功补偿装置的输出功率和功率因数，可以有效地调节系统中的谐波电压。

无功补偿技术可以根据实时测量的电压和电流数据，对谐波电压进行实时控制，实现电网电压的稳定。

3. 无功补偿技术对系统的稳定性的改善电流谐波会引起电力系统中的电压波动和功率损耗。

通过应用无功补偿技术，可以有效地减少电流谐波对系统的不利影响，提高电力系统的稳定性。

无功补偿装置可以实时监测电流谐波的水平，并根据系统需求进行相应的调节，从而保证系统的运行稳定和可靠性。

4. 无功补偿技术对电力设备的保护电流谐波对电力设备产生了严重的损害，特别是对于变压器、发电机等设备来说。

无功补偿技术的应用可以有效地降低电流谐波水平，减少对电力设备的损害，延长设备的使用寿命。

三、总结无功补偿技术在电力系统的电流谐波滤波中具有重要的应用价值。