电网谐波对电容器的影响

殷明

摘要

近几年来，随着我国社会经济的不断发展，我国电力系统在要一定程度上已得到了迅速地发展。其中，在电力系统的运行中却存在着一定的谐波电压和谐波电流，随着电网中谐波含量的不断升高，其对各种电气设备的正常运行也产出了较大的影响。同时，电容器作为电网中一种重要的元件，其也会受到电网谐波的影响，进而影响到电容器的正常运行。本文主要对电网谐波对电容器的影响进行了一定的分析与探讨。

【关键词】电网谐波 电容器 影响

当前，在现代社会的发展中，随着我国电力系统的不断发展和电力电子技术的廣泛应用，其中的用电负荷结构在一定程度上也发生了相应的改变，大量的非线性负荷同时也成为了电网中的主要谐波源。为保障电容器的正常运行、提高电力系统的运行质量，人们需加强对电网谐波的研究，以在处理好谐波与电容器关系的前提下促进电力的进一步生产。下面主要就此问题进行了一定的探讨。

1 电网谐波的简要概述

理想情况下，电网的电压和电流均有纯正的正弦波曲线，但近些年来电网中使用大量各种非线性负荷产生了各次谐波注入电网，当谐波流入变电所装置时，电网谐波和电力电容器之间则会相互影响，从而导致电压电流波形畸变、危机电容器安全运行等重要设备造成不良的后果，且还会直接影响到用户的生活。

通常情况下，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就会形成非正弦电流，从而产生谐波，其大致的原因可以从以下两个方面加以分析。

1.1 由于电力系统中存在各种非线性元件

当电网中存在某些设备和负荷具有非线性特性时，所加电压与产生的电流不成线性关系，造成电力系统的正弦波形畸变，出现高次谐波，即产生谐波电流和电压。目前造成电网谐波的主要因素是大型晶闸管变流设备和大型电弧炉。

1.2 交流发电机、变压器、电容器等在运行中可能成为电网谐波源

如交流发电机内部的定子和转子之间的气隙分布不均匀，从而会造成三相电势中含有一定数量的奇次谐波；变压器的励磁电流中含有奇次谐波成分，则会构成主要的稳定性谐波源；投切空载变压器和电容器时的合闸涌流也会形成突发性谐波源。

2 电网谐波对电容器的影响

由于电网谐波的存在，其便会在一定程度上给电容器的正常运行带来一定的影响。因此当下加强研究电网谐波对电容器的影响则显得至关重要，其对保障电网的安全运行具有非常重要的作用。

2.1 加大电容器回路电能的损耗

通常在电容器的回路中，其通常会串联相应的电抗器，其中电容器的模型是电阻和电容的串联，电抗器是电阻和电感的串联。根据物理知识可以得知，电容电路的有功损耗功率与电容器回路中总电流有关，其中总电流还包括回路中的谐波电流。当系统存在谐波时，电容器回路中电流波形的畸变程度会越来越大，此时谐波电流的含量也会升高，进而造成电能损耗的增大。

2.2 导致电容器及整个系统故障

电容器投入运行时谐波电流和电压畸形更为严重，且高于电容器切除运行时的情况，以此充分说明了单纯的电容器补偿装置对谐波有放大效果，若发生谐振则等会有严重灾害发生。电容补偿装置的揉入会使电流畸形恶化，且大量谐波电流流入电容器使以因非线形负荷在运行时产生谐波电流，并经电容器和系统电抗阻成的类似LC的抗震电路，将谐波电流放大流入电容器中，极易造成电容器过电流故障，且有谐波存在的系统中，当容性和感性共同存在，则极易使容性电容器和感性系统在谐波频率下发生串联和并联的谐振，方法谐波，增强谐波对补偿装置的影响，严重时影响整个系统。

2.3 减少电容器的使用寿命

在电网运行过程中，谐波会在一定程度上降低电容器的使用寿命，其具体主要表现在以下几个方面中。

2.3.1 由于影响到电容器的局部放电性能，从而影响到了电容器的使用寿命

通常情况下，电容器的局部放电性能是由起始放电场强和局部放电熄灭场强两个不同的参数来表示的，当该系统中存在谐波时，其便会使电压波形发生畸变现象，该波形也会呈现出不同程度的尖顶波，此时电压的峰值便会增大，而局部的放电时间也会增长，如此便会在一定程度上加速变容器介质的老化，从而影响到变容器的使用寿命。

2.3.2 电容器工作电压升高的原因，而缩短了其本身的使用寿命

根据相关资料可以得知，电容器的绝缘介质工作寿命是与电容器的工作电压成反比例的关系的，而当电网中有谐波存在时，其电压值是升高的，因此与之相对应的电容器工作寿命便会降低。

2.3.3 电能损耗的增大也会在一定程度上影响电容器的使用寿命

在电网运行过程中，电能损耗的加大会升高电容器的工作温度，而一般电容器的介质工作温度越高，其老化速度也会增加，因此也便会造成其使用寿命的降低。

3 结束语

综上所述，在电力系统的运行中，电网谐波对电容器的运行具有非常重要的影响。因此，在实际的作业过程中，为了有效地促进我国电力系统的发展，人们应加强对谐波与电容器之间影响问题的研究。对于电容器来说，其主要是系统中无功补偿的重要元件，而谐波在科学技术不断发展的时代下已逐渐成为电力系统中的一大污染源，因此为了有效地保障电网系统的正常运行，人们需加强对电网谐波的重视与研究，以在了解电网谐波产生背景的前提下采取有效地解决措施，以处理好谐波与电容器之间的矛盾关系，从而为电力行业的发展奠定良好的基础。

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