谐波治理及无功补偿装置节电项目

某公司谐波治理与无功补偿方案随着现代工业的高速发展，电力负载不断增加，越来越多的设备并网运行，导致电网周围的电环境发生了越来越多的变化。

其中，谐波、电流等非线性问题也日益突出，这些问题如果得不到有效的治理，将导致电力系统的稳定性和可靠性受到威胁。

针对这些问题，我公司研发了一套独特的谐波治理与无功补偿方案，以此来提高电力系统的可靠性和稳定性，并保障电网安全稳定运行。

1. 什么是谐波谐波是指频率为整数倍于基波频率的交流电信号。

在交流电路中，由于电力设备存在着诸如电感、电容等非线性元器件，在交流电路中就会产生谐波电流和谐波电压。

这些谐波会对传输设备、供电负荷、附加设备等产生影响。

在电力系统中，谐波问题是现行电网不可避免的问题之一。

2. 谐波治理方案为解决谐波带来的实际问题，我公司推出了一种谐波治理方案——使用谐波滤波器。

具体实现中，我们可以根据谐波频率的不同，选用不同的谐波滤波器进行过滤和矫正。

经过灵活的方案制定和严格的参数选择，可以实现精确的谐波滤波。

通过实验和实际应用，使用我们的谐波治理方案，可以有效抑制电力系统中的谐波，进而提高系统的稳定性，减小设备的损耗，降低功率的损耗，并降低电能质量的波动。

这样不仅可以提高其使用寿命，还可以降低电网的维护成本。

3. 无功补偿方案除了谐波问题外，电力系统还存在着无功问题。

无功是指交流电中的能量不是按一定方向转移的，导致系统中出现了无功功率。

这样会引起发电机和输电线路的功率问题，从而影响电力系统的稳定性。

为此，我公司也研发出了一套无功补偿方案。

通过使用无功补偿装置来控制负载电气性能，可以在处理组合无功负载时，对电力系统的稳定性和可靠性产生影响，减小负载并维护系统的正常运行。

通过控制无功功率的大小、相位和频率，无功补偿方案还可以提高电气设备的功率因数和效率，降低电能损耗，减轻电力设备和线路的负荷，延长电器使用寿命和节省能源，使电网运行更加稳定，更加可靠。

4. 结论在现代社会，电力资源已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

节能减排典型示范项目——港区电网动态无功补偿及谐波治理技术广州港是华南地区综合性主枢纽港。

2007年全港货物吞吐量达到3.4亿吨，居全国沿海港口第3位，居世界十大港第五位。

其中，2007年广州港集团货物吞吐量达到2.3亿吨。

为响应国家节能减排号召，构建高效、节能的绿色电网体系，提高电能利用效率，合理用能，广州港集团以科学发展观为统领，积极研究探索，合理运用动态无功补偿及谐波治理技术，提高功率因数，治理电网谐波，取得了明显的效果。

广州港集团在对港区电网进行全面、系统测试的基础上，掌握了装卸设备产生谐波的状况及谐波在电网中的分布规律，科学运用动态无功补偿及谐波治理技术进行重点整治，大大提高了电网质量，以较少的投入换取较大的收益，起到了“四两拨千斤”的效果，是国内港口提高电网功率因数、治理谐波的成功范例。

该项技术的成功应用，不仅使港口用电设备处于良好的工作环境中，降低了用电设备的故障率，而且提高了港区电能利用效率，节能降耗，体现了广州港集团“实干创新，强港奉献”的企业精神和节能创新理念。

该技术的推广和应用有助于构建绿色电网、绿色港口。

广州港集团解决港区电网无功补偿及高次谐波问题的科学方法，值得港口企业参考和借鉴，同时对于国内拥有自有电网的其他企业也有一定的参考价值。

广州港集团有限公司“港区电网动态无功补偿及谐波治理技术”推广材料——交通部节能减排专家工作组一、概况广州港是华南地区综合性主枢纽港。

广州港集团现有万吨级以上泊位46个，其下属七大装卸公司，分别为黄埔港务分公司、新港港务分公司、西基港务分公司、广州集装箱码头有限公司（GCT）、河南港务分公司、新风港务分公司、新沙港务有限公司。

主要从事集装箱、石油、煤炭、粮食、化肥、钢材、矿石、汽车等货物装卸。

在腹地经济持续快速发展的推动下，广州港货物吞吐量持续增长。

1999年全港货物吞吐量突破1亿吨，成为中国大陆第二个跨入世界亿吨大港的港口。

2006年吞吐量达到3亿吨，港口货物吞吐量居全国沿海港口第三位，居世界十大港第五位。

浅谈谐波治理和无功补偿改造[摘要]：随着配电网的电弧炉、整流器、变频器及各电力电子设备的普及和大量应用，电网中的谐波污染也日趋严重。

谐波的产生使电能生产、传输及利用效率变低，还会使设备发热和老化、产生噪音和振动，长时间运行会发生故障和烧毁设备。

本人针对一个谐波污染而无功补偿系统无法投运的企业进行数据测量和故障分析，并提供了两个不同方案，望能给类似的企业一点借鉴。

[关键词]：案例分析；谐波治理；无功补偿；光伏发电影响1、基本情况本地区一个集团企业，配电室设置2台干式变压器，容量2*2500kVA，电压等级10/0.4 kV,低压侧为单母线运行。

由于新安装光伏发电装置，光伏发电新接入1号变0.4kV侧补偿柜后母线端。

目前1号变共有三台补偿柜，总容量为1200kvar,每台柜体容量400kvar,分组为50kvar*8组,且配有7% 的电抗。

现场用电以办公类用电居多，最大用电电流在1600A左右。

光伏未并网前电容柜运行比较正常，功率因数能达到0.90以上，自从低压侧有光伏发电接入系统后，投入多组电容器后电抗器与变压器噪音会增大，且电容器保护熔断器熔断，功率因数也降至0.6左右，长期功率因数不达标而被供电部门罚款。

2、现场数据测量：2.1测量仪器采用进口的电能质量测试仪，2.2主要功能：瞬态过电压: 200 kHz采样;频率1波: 从1个波形进行运算;电压1/2有效值、电流1/2有效值：每隔开半波半的1个波形运算;浪涌、下陷、停电: 电压1/2有效值时检测;冲击电流: 每半波运算电流后的有效值时检测;频率200 ms: 从10个波形·12个波形进行运算;频率10秒:从10秒间的波形进行运算;电压波形峰值，电流波形峰值;电压，电流，有功功率，视在功率，无功功率，有功电能，视在电能，无功电能，电费，功率因数，位移功率因数，电压不平衡率，电流不平衡率;电压波峰因数，电流波峰因数;谐波/相位角(电压/电流), 谐波功率: 第0次～50次;谐波电压电流相位差: 第1次～50次;总谐波畸变率(电压/电流);间谐波(电压/电流): 第0.5次～49.5次;2.3测量点：1号变0.4kV低压进线总柜侧（光伏并网时）2.4数据对比2.5数据分析：伏并网前，系统的功率因数及电流电压畸变率都只超过国标允许值很小值，功率因数为0.9以上也达标；电容柜运行基本良好，光伏并网后系统电压畸变率为7%左右，已超过国标（GB/T14549-93）允许值5%。

*****公司无功补偿兼谐波治理项目方案广州市高晟电力科技有限公司目录一.待治理负荷介绍 (2)1.就地无功补偿谐波治理思路 (2)2.用电设备产生谐波电流评估 (2)二.现有配电变压器参数 (2)三.治理方案 (3)1.设备选型 (3)2.基波无功补偿量 (3)3.主电路设计 (3)四.一次设计 (3)1.主要技术参数 (3)2.一次系统图 (4)3.元件参数选取 (4)五.滤波补偿性能校验 (5)六.产品说明 (7)1.公司简介 (7)2.产品简介 (7)3.使用条件 (8)4.安装尺寸 (8)七.主要设备清单 (8)附录1.无功功率自动补偿成套装置销售业绩（摘要） (9)一.待治理负荷介绍*****公司现有400V粉末冶金用恒温加热炉一台，该设备距离电房80m，采用240mm2的电缆通过架空电缆桥架连接，现在整个设备处于调试阶段，在此期间发现整个连接电缆持续发热，同时整个电缆桥架在运行过程中伴随着比较大的震动。

初步判定为谐波量比较大造成的，随即我们对整个系统进行了电能质量测试。

具体测试的结果如下：2次谐波3次谐波7次谐波实际值 252 9.6 29.4 国标限值 65.1 51.7 36.7 说明2次谐波超标287％1.就地无功补偿谐波治理思路*****公司的谐波主要是由于恒温加热炉所产生。

因此我公司给出的治理思想是从谐波源头处理，集中对2次谐波进行治理，其优点是2次谐波治理效果好，就地在谐波源侧滤除谐波，进而降低流过供电主缆的谐波电流，达到降低主缆运行温度，改善震动情况，提高主缆运行寿命，避免主缆的由于过热而逐渐绝缘老化进而由于天气潮湿等造成系统短路等严重故障等。

2.用电设备产生谐波电流评估测试结果的谐波评估报告显示其在0.4kV侧的2次谐波电流超标：实际值为252A，国标限定值为：65.1A，超标287％。

因此，只要对谐波源进行谐波治理，就能使整个供电主缆安全运行。

二.现有配电变压器参数1、上一级供电变压器容量：500kV A，阻抗电压：6%2、主缆，长度100m，电阻0.0072Ω三.治理方案1.设备选型我们采用1套真空接触器投切滤波器组(MSF)装置在车间现场进行无功补偿和谐波治理。

无功补偿及谐波抑制装置的设计无功补偿及谐波抑制装置的设计无功补偿及谐波抑制装置是一种能够有效改善电力系统质量的装置。

它可以对电力系统中的无功功率进行补偿，降低电力系统中的谐波含量，提高电力系统的功率因数和电能利用率。

本文将介绍无功补偿及谐波抑制装置的设计原理和实现方法。

一、无功补偿及谐波抑制装置的设计原理无功补偿及谐波抑制装置的设计原理是基于电力系统中存在的无功功率和谐波问题。

在电力系统中，由于电感和电容的存在，会产生一定的无功功率。

这些无功功率会导致电力系统的功率因数下降，影响电力系统的稳定性和电能利用率。

同时，电力系统中的谐波也会影响电力系统的稳定性和电能利用率。

因此，无功补偿及谐波抑制装置的设计原理就是通过对电力系统中的无功功率和谐波进行补偿和抑制，提高电力系统的功率因数和电能利用率，保证电力系统的稳定性。

二、无功补偿及谐波抑制装置的实现方法无功补偿及谐波抑制装置的实现方法主要包括三个方面：无功补偿、谐波抑制和控制系统。

1. 无功补偿无功补偿是指通过在电力系统中加入无功补偿装置，对电力系统中的无功功率进行补偿，提高电力系统的功率因数。

无功补偿装置主要包括静态无功补偿装置和动态无功补偿装置。

静态无功补偿装置主要包括电容器和电感器，通过对电力系统中的电容和电感进行补偿，提高电力系统的功率因数。

动态无功补偿装置主要包括STATCOM和SVC，通过对电力系统中的电压进行调节，实现对电力系统中的无功功率进行补偿。

2. 谐波抑制谐波抑制是指通过在电力系统中加入谐波抑制装置，对电力系统中的谐波进行抑制，降低电力系统中的谐波含量。

谐波抑制装置主要包括谐波滤波器和谐波抑制变压器。

谐波滤波器通过对电力系统中的谐波进行滤波，降低电力系统中的谐波含量。

谐波抑制变压器通过对电力系统中的谐波进行抑制，降低电力系统中的谐波含量。

3. 控制系统控制系统是指通过对无功补偿及谐波抑制装置进行控制，实现对电力系统中的无功功率和谐波进行补偿和抑制。

绍如下。

1实例1：马鞍山创新钢厂
1.1基本情况
马鞍山创新钢厂于1999年8月份进行扩建并转入正式生产，是一个黑色金属冶炼与压力加工企业。

其主要设备有“热轧—火成材”全连轧机组1台，50m3制氧机1台，0.5t中频感应炉3台，以及各种配套辅助设备。

全厂用电设备总容量达2300kW。

1.2谐波滤波及无功补偿装置投运情况
早在1997年该厂曾在230轧机主电动机(245kW)上安装了无功就地补偿装置，使该厂功率因数由0.7提高到0.9以上，主变压器出力增加20%，同时线电流大幅降低，节电率达25%，在保证电能质量及设备安全可靠的同时，减少了电费支出，其经济效益十分明显。

1999年8月“热轧—火成材”全连轧机组投运后，产生的高次谐波使功率因数降低。

从1999年7月至10月间，因功率因数考核不合格该厂被罚款7.6万元。

为此，该厂采取了以下谐波滤波及无功补偿措施：
(1)在2500kVA主变压器(35/6kV)6kV侧新装自动补偿及滤波装置主、副柜各1台。

电力无功补偿及谐波治理论证摘要：为有效控制非线性电力负荷量，解决功率因数低、电磁干扰强、谐波污染严重等问题，选择合理的方案；增强补偿的电网观念；合理选择补偿装置等多个方面入手，为制定出电力无功补偿方案提出具有建设性的建议。

希望通过这次研究，为相关人员提供有效的借鉴和参考。

关键词：前言：通过运用无功补偿电容器，补偿处理无功功率，可以有效地减小基波无功电流，但会出现谐波放大问题。

这是由于电容器与电力系统母线的连接，不仅会出现特定并联谐振频率外，还会出现串联谐振频率，一旦这些谐振频率与某些频率重合，会导致谐波电流、谐波电压出现不断放大现象，同时，还会增加供电电流和谐波电流，导致电容器因温度过高而出现损坏现象。

所以，在进行无功补偿时，为避免谐波电流出现异常上升现象，需要同步治理无功补偿和谐波。

1无功补偿相关概述1.1无功补偿概念配电网在实际运行时，一旦出现线路损耗量过大、变压器损耗严重问题，会造成整个电网出现严重线损故障现象，为降低电网运行损耗，要全面化研究和管理线损问题，并选用合适的方案，对其进行优化。

通过有效调整和控制无功补偿，可以确保电网损耗降到最低，从而最大限度地提高线路运行效率和效果。

1.2无功补偿必要性1.2.1无功补偿内容划分无功补偿内容主要包含以下两大类型：一类是根据负荷大小进行自动补偿无功分量；另一类是兼有谐波抑制功能或者脱谐功能。

这是由于无功补偿与谐波干扰同时出现。

高频负荷与非线性负载的出现，会增加谐波含量。

电力电容器在实际使用中，很容易因变压器感抗而产生谐振现象，从而引发较高的电流，最终导致电容器、开关出现损毁等问题。

所以，在进行无功补偿处理时，要选用合适的谐波治理方案。

1.2.2无功补偿装置应用必要性在电网装机容量的迅猛增加下，我国对电网无功功率的使用提出了更高的要求。

与有功功率相比，无功功率主要用于对电能质量的有效地提高。

电力系统在实际运行中，要确保各个无功功率之间保持相对平衡的关系，避免因功率因数异常、设备损坏、系统电压崩溃等问题而出现大面积停电现象。

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。

节能减排示范项目----动态无功补偿及谐波污染治理技术港口大型装卸设备几乎全部使用电能，节约电能不仅是降低装卸成本的重要途径，更是国家发展战略的需要。

广州港集团在节电方面以科学技术为先导，挖掘节电的深度，并不断推广，改善整体面貌。

一、倡导和建立集中补偿、分散补偿与就地补偿三位一体的电网补偿体系，降低无功损耗自80年代直到90年中期，港口发展迅速，用电量猛增，港区电网原有的补偿跟不上，造成功率因数较低(0.6-0.85)，因此常常被供电部门罚款。

为了迅速免除罚款，我们采用了集中补偿的方法，就是在港区电网的进口处110KV变电站加装10KV电容集中补偿。

这样花钱少、工程量小、收到了立竿见影的效果。

新港及新沙港区，功率因数立即提高到0.92-0.94。

自96年以来，我们不仅不被罚款，反而由此受到奖励。

但是我们知道集中补偿只提高了进线的功率因数，整个港区内电网的功率因数还是比较低的。

为了真正降低港内电网的功率因数，开始在各个分电站(10kV/0.4kV)建立分散补偿体系。

分散补偿就是在各个分变电站的0.4kV母线上，安装低压电容补偿柜，采用自动控制分组投入，提高各个分变电站的功率因数。

同时还对主要的大型设备比如桥吊、大型门机及大型皮带机就地加装补偿电容，进行就地补偿。

由于装卸设备的动作周期短、电流变化速度快，我们逐步采用计算机控制的电力电子技术投切电容，在1988年-2003年期间，已经逐渐形成三位一体的补偿体系。

新沙港区总功率因数达到0.96-0.97，新港港区总功率因数达到0.97-0.98，港区内从主要的大型设备到各级变电站乃至整个电网，功率因数控制在平均0.9以上。

有效地降低了整个港区的无功损耗。

二、经常监测、积极治理高次谐波，减少高次谐波产生的附加损耗近年来，为了节约能源，我们在电气驱动环节积极推广应用变频技术、在控制系统积极推广应用可编程逻辑控制器（PLC）技术，收到较好的节电效果。

但是由于大功率可控硅变流以及变频器的大量使用，港口电网的高次谐波污染带来的问题日益凸现，2000年我们作为一个科技项目对港口典型配电网中高次谐波进行了检测和研究。