论补偿电容无法投入

吴保龙 黄大伟

【摘要】在当前我国电力行业发展的过程中，为了消除谐波的危害，我們就要将相关的科学理论应用到其中，从而对电力系统谐波的影响进行有效的控制，本文通过对谐波对电网系统的危害进行简要的介绍，讨论了谐波控制或者消除的相关措施，以供参考。

【关键词】补偿电容；谐波；危害；控制消除

在当前我市制硅工业发展的过程中，我黑河供电区供电量也不断的增长，从而满足了我市制硅工业发展的相关需求。而该电网系统在运行的过程中，其电压和电流的波形出现了相关的变化，从而产生了电网谐波，这不仅对电力系统和设备的安全运作有着一定的影响，还存了电力资源的大量损失，因此为了保障电力资源供应的质量，我们就要将补偿电容投入在其中，从而对谐波进行有效的控制，以确保电力系统和设备的正常运行。

一、谐波对电网的危害

从当前我市的供电现状进行分析，我们可以发现谐波对电网系统和设备有着十分严重的危害，而所谓的谐波主要是由于电力系统在使用时，电压和电流的波形发生变化，使得电力供应无法达到影响的状态而造成的。这对电网系统的有着十分严重的影响，其中主要表现在以下几个方面：

（一）电力系统在运行的过程中，如果谐波电流出现在电机旋转的磁场当中，那么就会和电机磁场相互作用，从而使得电机的振动，就很可能会给电机设备造成一定的损坏，有时还会出现安全事故，给人们的生命财产安全带来巨大的损失。

（二）电力系统在运行的过程中，无功补偿电容所构成的电容回路，很容易使得电力系统中的谐波电流出现放大的作用，这就导致谐波的危害程度进一步的加剧，从而对电力系统和设备的使用有着许多不利的影响。

（三）谐波的产生也容易导致电力系统中相关的电气设备（比如继电保护装置、自动控制系统等）出现故障，从而使得电力系统发生的故障问题的时候，人们无法对其进行及时的处理，进而给人们的生命财产安全带来巨大的损失。

（四）谐波的出现也会对测量仪表中的精确度有着极为严重的影响，使得人们无法对相关的线路信息进行准确的测量。

由此可见，电力系统在运行的过程中谐波的危害严重，它不仅对电力资源的生产、运输有着一定的影响，还造成了电力资源的大量浪费，给人们的生活和生产带来了巨大的经济损失。

二、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。根据我市电力事业发展的实际情况来看，由于我市的制硅工艺十分的发达，因此对电力资源的需求也在逐渐的增大，其中在加上中频炉和电弧炉的频繁使用，这就使得电力负荷在不断的加重，而且因为电弧炉在使用的过程中，是采用电极材料而产生的电话熔炼原料，所以这就使得电弧炉在使用的过程中，出现波形不规则的电流，这就使得谐波的大量产生，进而对整个地区的电流系统有着不利的影响。可见，在该区域中中频炉和电弧炉设备的使用是造成谐波产生的主要原因。

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。在工业园区，现有220KV爱辉变35kV线路四条，累计负荷100MW。110KV园区变10kV线路7条，累计负荷65MW.如此庞大的用户变群又成为了谐波的又一个重要来源。

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。

三、谐波治理

根据GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》规定，在0.4kV/10kV/35kV时，电网谐波电压谐波占有率分别不得大于4%/3.2%/1.2%.很显然，在我供电区，电网已经严重“污染”了。针对以上情况，为减少谐波产生的机会、减小谐波对对电网的危害，我们提出下列建议：

1.针对谐波源进行治理。按“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则，进行谐波源当地治理。即对于产生大量谐波的用户，在用户变的低压侧加装滤波装置。根据装置的原理不同，可分为无源电力滤波器（PPF）和有源电力滤波器（APF）。

无源电力滤波器利用电容、电感谐振的原理"吸收"阻止相应次谐波，从而保证电压畸变率处在较低水平。一般根据需要吸收的谐波次数，设置合适的LC参数，分别设置滤波装置。

工业园区已有用户装设了此类无源滤波补偿装置。装设5、7次滤波装置，采用可控硅自动投切，在滤除谐波的同时，对无功也进行了补偿。但此类无源装置不能满足对无功功率和谐波进行快速动态补偿的要求。同时还要注意不能在滤除某次谐波时，LC参数恰好是另一个谐波的谐振参数，而使此谐波放大。

2.改变部分运行、接线方式，减小谐波的产生、叠加、放大、产生危害的机会。增加电网的短路容量、提高电气设备的短路比，来降低谐波对同一电网上其他设备的影响。加强运行时的实时控制，避免轻负荷、高电压的运行状态，以减少谐波电压过高对系统电器设备的影响。

3.在设计中注意避开谐波产生谐振的机会，减小带来的影响。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-923.3.10“为控制各类非线性用电设备所产生的谐波引起的电网电压正弦波形畸变在合理范围内，宜采限下列措施：各类大功率非线性用电设备变压器的受电电压有多种可供选择时，如选用较低电压不能符合要求，宜选用较高电压。”也就是中频炉等大功率非线性用电设备在选型时，尽量选择较高电压。

四、结束语

由此可见，在我国电力行业发展的过程中，谐波的影响和危害对电力系统和设备的正常使用有着极大的影响，这不仅给电力资源的产生和供应带来了巨大的影响，还对造成了电能的大量损失，有时甚至还会出现相关的安全事故，危害人们的生命财产安全，因此我们就要采用相关的技术手段来对谐波进行质量，减少谐波对电力系统的危害。

参考文献

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作者简介

吴保龙（1982-），男，2007年毕业于东北电力大学电气工程及其自动化专业，学士学位，就职黑河供电公司调控中心

黄大伟、男、1979年3月7日、2006年7月、毕业于东北电力大学电气工程及其自动化专业、就职黑河维科锐电力有限责任公司 、职务：生产部专工