谐波滤波及无功补偿系统的应用

滤波补偿无功补偿的区别

滤波补偿与无功补偿的区别 一、综述 普通无功补偿装臵实现无功功率补偿是通过投切400V的普通电容器来实现的。 普通电容器的电压等级是400V，过压能力是1.1倍，过流能力是1.3倍。谐波会叠加在基波上对电容器产生冲击，使电容器处于过压过流的状态，极易产生电容器的损坏或谐振事故。电容器的故障会使功率因数下降，功率因数低于0.9供电公司会进行处罚。 滤波补偿装臵实现无功功率补偿是通过投切电容电抗LC串联电路来实现的。 滤波电容器的电压等级是480V，过压能力是1.1倍，过流能力是2.0倍。串联滤波电抗器会对电容器实现保护，同时电容器的技术参数较高，所以能实现电容补偿的安全运行。电容电抗串联回路具有调谐频率（P7-189Hz），对低于这个频率的基波呈容性实现无功补偿的功能，对于高于这个频率的谐波电流呈感性，呈现低阻抗的滤波功能，也就是说在实现无功功率补偿的同时滤除系统中的谐波。 二、从谐波对电力系统的影响来说明普通无功补偿与滤波补偿的区别 谐波造成电网污染，电网电压的严重畸变，影响线路的稳定运行和电网的质量，近年来供电部门对此越来越重视，要求用户将系统谐波的畸变率控制在安全线以下，所以普通的无功补偿装臵会淡出市场

被滤波补偿所取代。 三、对电力设备的影响来说明普通无功补偿与滤波补偿的区别 A、由于谐波趋肤效应的影响，电缆电线过热，绝缘老化加速，易损坏并导致线间短路和接地故障引起电气火灾和人身电击事故；造成能源浪费同时降低电缆铜排使用寿命； B、变压器和马达的过热，损坏甚至于烧毁； 补偿功率因数的装臵上还可能由于谐波的放大，产生并联电容器过热、损坏或谐振事故； C、断路器及漏电保护装臵、接触器、热继电器等电气保护元件过热，失灵，误动作，接地保护装臵功能失常； D、中性线过负荷、发热，甚至于烧损、着火； E、谐波导致继电保护装臵误动作，导致开关元件误动作，使电气测量仪表计量不准确； F、谐波在负载与负载间相互影响，降低了生产设备的操作精度与工艺准确度。 普通无功补偿完全没有消谐功能，滤除谐波最经济的方法就是使用滤波补偿装臵来实现无功补偿与滤除谐波的双功能。 四、产生对计算机网络、通信、有线电视等弱电系统设备的干扰，从这方面说明普通无功补偿与滤波补偿的区别 现代工程项目非常重视弱电系统的安全运行，所以滤波补偿装臵取代无功补偿装臵是科技发展的需要。

无功补偿控制器

无功补偿控制器 产品概述 JKWZ-200无功补偿与配电监测控制器(以下简称控制器) ,具有无功补偿、数据采集、通讯等功能，适用于交流50Hz、0.4kV低压配电系统的监测及无功补偿控制，以达到最大限度的节能降耗、提高电网质量的目的，该产品经过十多年的持续改进应用，有近万只的连续运行，产品稳定可靠。 1. 数以电压、功率因数、无功功率等综合判定条件投切电容，无投切振荡，无投切呆区，具有控制精度高，装置补偿效果好。 ＪＫＷＺ无功补偿控制器 2. 多种投切模式，共补、分补、混合补偿多达12路6种组合。 3. 支持短信模式，短信息和手机兼容，可以使用手机直接查看或设置参数。

4. 中文液晶显示，界面友好。可分相分级对三相不平衡的配电系统无功进行精确补偿。 5. 具有过压、欠压，并能故障闭锁，保护补偿装置；控制器数据可通过485通讯上传至主控室，便于管理。 6. 控制器对外联系的部分均采用多种信号隔离措施---如电磁隔离、光电隔离等，以提高控制器的抗干扰能力。 7. 自适应频率算法，输入信号在45-55Hz之间变化，均可实现正常数据采集功能。相位自动识别，接线简单。 8. 器具有功耗低、安装方便、匹配方式灵活多样、适应多种运行环境等特点。 9. 路板采用多层表面贴装技术，减少了电路体积，减少发热，提高了控制器的可靠性。 10. 控制器采用整体面板、封闭机箱，强弱电严格分开，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，控制器的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。 11. 在采样回路中，选用高精度、高稳定的16位AD模数转换器件,保证正常运行的高精度,避免因环境改变或长期运行而造成采样误差增大。

谐波的危害

1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压和 谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加线路损耗，浪费电网容量， 2、影响供电系统的无功补偿设备，谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过 电流和过负荷，在谐波场合下，电容柜无法正常投切，更严重的请况下，电容柜会将电网谐波进一步放大。 3、影响设备的稳定性，尤其是对继电保护装置，危害特大。 4、谐波的存在会造成异步电动机效率下降，噪声增大；使低压开关设备产生误 动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响电力电子计量设备的准确性。 5、谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用容量和使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。 谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面： 1、加大企业的电力运行成本 由于谐波不经治理是无法自然消除的，因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热，从而加大了电力运行成本，增加了电费的支出。 2、降低了供电的可靠性 谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，噪声增大，从而加速绝缘老化，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命，降低供电可靠性，极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。 3、引发供电事故的发生 电网中含有大量的谐波源(变频或整流设备)以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。当电网参数配合不利时，在一定的频率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，如不加以治理极易引发输配电事故的发生。

电力SVG动态无功补偿及有源滤波教材

SVG动态无功补偿及有源滤波治理装置运行规范 35kv-110kV电力 二○一四年一月

目录 第一章总则 (1) 第二章 SVG技术指标 (2) 第三章 SVG设备日常巡检维护 (3) 第四章 SVG设备定期保养 (4) 第五章缺陷管理及异常处理 (5) 第六章培训要求 (6) 第七章备品备件管理 (7)

第一章总则 第一条：凡是安装有变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置（这是国家电力部门的规定）。 第二条：特别是那些功率因数较低的变电站、发电厂、工矿、企业必须安装。大型的异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、电气列车等尤其需要。 第三条：加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施，规范适用于国家电网公司所属范围内35kV SVG 动态无功偿及有源滤波治理装置。 第二章SVG的技术指标 一、SVG的产品特征 第四条：专用软件无功功率补偿，不过载，不存在过补和欠补问题。 第五条：输出无功功率从容性到感性连续变化，可实现动态、连续、同步补偿。 第六条：电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响。 第七条：不产生谐波，具备抑制谐波的功能，更保障系统安全。

第八条：抑制电压波动和闪变，维持受电端电压，加强系统电压稳定性。 第九条：补偿系统无功功率，提高功率因素，降低线损，节能降耗，降低生产成本 二、SVG的技术指标 电气特征额定电压（V）AC10kv±15%，AC35kv±15%，AC110kv±15%工作频率（HZ）50±5% 额定补偿容量（Kvar）-15Mvar ～+15Mvar 无功调节范围额定感性到额定容性无功负载平滑连续可调功率因素≥0.98 同步（动态）响应时 间 ＜5ms 有功功率损耗＜3.5%额定功率下 过载能力专用软件控制，不过载 运行方式多台可并联运行，连续工作 平均无故障时间MTBF ≥10万小时 控制特征开关频率12.8KHZ 控制器DSP控制器 控制连接光纤，或电气连接 遥信，遥测根据用户需要按合同要求提供遥信、遥测功能 机构特征尺寸（高×宽×深）2200×800×1000 重量（Kg） ≈70≈90≈110≈150≈190≈21 防护等级IP IP3XD或根据用户需求定制 颜色可按合同要求提供外壳颜色 冷却方式强迫风冷 整体结构落地式 安装方式室内安装，固定方式可选、进线方式可选 环境条件环境温度-25℃～+40℃（户内-5℃～+40℃）存储温度-40℃～+65℃ 相对湿度最大95%，无凝露（正常工作状态）海拔高度安装海拔小于1000米 电磁兼 容 符合GB/T.7251-2005或GB/T3791-2005条款

低压无功补偿及滤波装置技术要求Word

低压无功补偿及滤波装置技术要求 一、控制器部分 1．工作电源：86--256VAC 2．测量精度：相间电压≤0.5% 线电流≤0.5% 无功功率≤1% 功率因数≤1% 3．控制器动态响应时间t ﹤30ms 4．每组电容器可设定为长期接通或断开 5．按无功功率需求投切电容器，杜绝投切震荡 6．在线设定PT、CT、运行电压范围、动作延时时间、报警限值 7．具有温度测量及保护功能 8．具有谐波测量和保护功能 二、投切单元部分 投切单元的组成结构及优点 采用电容器、电抗器、投切开关、保护装置一体化的电容器投切开关单元，以便于补偿装置的安装、容量的增减及现场维护。紧凑型设计，整体结构紧凑，外形美观；母线式开关直接挂接在母排上，无需螺丝固定。 母排无需打孔连接，连接方便。 节省安装空间，安装容量大。 安装快捷、方便。 减少布线，易于维护。 标准化、紧密和坚固的优化设计、方便系统扩充容量。 合理的结构设计，单元的通用性好，适合GGD、GCS、GCK、MNS等各种型号柜体的安装。 四种不同容量的投切单元，可满足各种容量的补偿柜的投切精度的需求。 其中投切单元的主要器件技术要求如下： 1、投切开关： 1）无触点开关： a通过反并联晶闸管投切电容器组 b.动作时间要求不大于20ms c电容器组投入时涌流控制在额定电流的1.7倍以内，切除时无过电压产生。 d具有超温保护功能 e可频繁投切电容器组 2）智能复合开关 a采用可控硅投切电容器组、继电器运行的工作方式 b可选5-12VDC电平控制和485通讯控制 c即可控制△接电容器又可分别控制Y接电容器组的每一相 d工作内阻为零、无功耗、不产生谐波 接触器 a采用主触头本身有抑制涌流作用的电容器专用接触器 b接触器在电容器组退出工作时具备放电功能

谐波的危害及其治理研究 李文焕

谐波的危害及其治理研究李文焕 发表时间：2018-04-09T16:49:14.143Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：李文焕 [导读] 摘要：电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。 神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油分公司宁夏回族自治区 750411 摘要：电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。本文重点分析谐波的来源、谐波的现状、谐波的危害，最终提出消除谐波的方法。 关键词：电网；电能质量；谐波治理；电压 引言 随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。 一、电力系统中谐波的来源 电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。目前我国应用的发电机有两大类：隐极机和凸极机。隐极机多用于汽轮发电机，凸极机多用于水轮发电机。 对于谐波分量而言，隐极机优于凸极机，但随着科技进步，可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入，使发电机的谐波分量有所上升。当发电机的端电压高于额定电压的10%以上时，由于电机的磁饱和，会使电压的三次谐波明显增加。 二、谐波的现状 通过对市场的常用用电器的谐波状况的测试，我们了解到目前我国内工业企业的谐波污染十分严重，尤其是早些年为了节能，引入的变频电源和直流用电器的投入，其5次、7次、11次谐波电流的含量分别占基波的20%、11%、6%，这对于小功率的用户而言，还不怎样，但对于大功率的用户来说，危害就很大了，对于中频炉用户，它用常规的无功补偿就无法进行，有的用户用常规的电容器无功补偿，无法投入电容器，有的即便投入了，也对5次谐波电流放大了1.8~3.8倍以上，使得电动机、变压器等用电器的铜损、铁损大大地增加，缩短了设备的使用寿命，多交了电费。 三、谐波的危害 影响供电系统的稳定运行：供配电系统中的电力线路与电力变压器，一般采用电磁继电器，感应式继电器或新式微机保护进行检测保护，在系统中这些属于敏感元件，继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作，微机保护由于采用了整流采样电路，也及易受到谐波的影响导致误动或拒动，这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。 1、影响电网的质量：高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加电路损耗，浪费电网容量。 2、影响供电系统的无功补偿设备：供电系统变电站均有无功补偿设备，当谐波注入电网时容易造成高压电容过电流和过负荷，使电容异常发热：另外谐波的存在还会加快电容器绝缘介质的老化，缩短电容的使用寿命。 3、影响电力变压器的使用：谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。 4、影响用电设备：谐波的存在会造成异步电机电动机效率下降，噪声增大，影响电力电子计量设备的准确性。 四、谐波治理的方法 1、国内对谐波污染的治理： 1）无源滤波装置主要采用LC回路，并联于系统中，LC回路的设定，只能针对于某一次谐波，即针对于某一个频率为低阻抗，使得该频率流经为其设定的LC回路，达到消除（滤除）某一频率的谐波的目的。LC回路在滤除谐波的同时，在基波对系统进行无功补偿。这种滤波装置简单，成本低，但不能滤除干净。其主要元件为投切开关、电容器、电抗器以及保护和控制回路。 2）有源电力滤波器。这种滤波器是用电力电子元件产生一个大小相等，但方向相反的谐波电流，用以抵销网络中的谐波电流，这种装置的主要元件是大功率电力电子器件，成本高，在其额定功率范围内，原则上能全部滤除干净。 2、优缺点、及市场前景及其经济效益的分析： 1）无源谐波滤除装置 无源滤波的主要结构是用电抗器与电容器串联起来，组成LC 串联回路，并联于系统中，LC回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上，例如5次、7次、11次谐振点上，达到滤除这3次谐波的目的。其成本低，但滤波效果不太好，如果谐振频率设定得不好，会与系统产生谐振。现在，市场上流通较多的采取的滤波方法就是这一种，主要是因为低成本，用户容易接受。虽滤波的效果较差，只要满足国家对谐波的限制标准和电力部门对无功的要求就行了。由于其低成本，市场的需求也就大，一般而言，低压0.4KV系统大多数采用无源滤波方式，高压10KV几乎都是采用这种方式对谐波进行治理。由于我国的中小企业大多数是私有的，业主对谐波的危害认识不足，一般不愿意拿出大量的经费来治理谐波，而有的企业由于谐波的含量太大，常规的无功补偿不能凑效，供电部门对无功的要求又是十分严格的，达不到就要罚款。因此，业主不得不要求滤波。 2）有源谐波滤除装置 有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上发展起来的，它的滤波效果好，在其额定的无功功率范围内，滤波效果是百分之百的。它主要是由电力电子元件组成电路，使之产生一个和系统的谐波同频率、同幅度，但相位相反的谐波电流与系统中的谐波电流抵消。但由于受到电力电子元件耐压，额定电流的发展限制，成本极高，其制作也较之无源滤波装置复杂得多，成本也就高得多了。其主要的应用范围是计算机控制系统的供电系统，尤其是写字楼的供电系统，工厂的计算机控制供电系统。对单台的装置而言，其利润是可观的，但用户一般

浅谈无功补偿与无源滤波

浅谈无功补偿与无源滤波 用电设备正常工作不但要从电源取得有功功率，还需要获取无功功率。如果电网中的无功功率不足，用电设备就没有足够的能力建立正常工作的电磁场，导致端电压下降，从而影响用电设备的正常运行。 电网输出的功率包括两部分：一是有功功率：直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；二是无功功率：不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率。 实际上用电设备正常工作不但要从电源取得有功功率，还需要获取无功功率。如果电网中的无功功率不足，用电设备就没有足够的能力建立正常工作的电磁场，导致端电压下降，从而影响用电设备的正常运行。但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，所以在电网中常常使用一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。无功补偿是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换，这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

无功补偿可以增加电网中有功功率的比例常数，减少发、供电设备的设计容量，减少投资，降低线损等。在无功补偿中，串联电抗的无功补偿电容器能够达到避免谐振滤除谐波等功能，在IEC标准中，将电容器与串联电抗器构成的设备统称为滤波器。无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。采用电力滤波装置就近吸收谐波源所产生的谐波电流，是抑制谐波污染的有效措施。 。 通常采用由电力电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的无源滤波装置进行滤波，其实质就是根据电容电阻固有的阻抗特性，对某一特定频率的谐波呈低阻抗，为负载谐波电流提供较低的阻抗通道，与电网阻抗形成分流的关系，使大部分该频率的谐波流入滤波器，而不流入电网，其滤波特性由系统和滤波器的阻抗比所决定，所以滤波器一旦制成，性能参数难以变动，滤波特性受系统参数的影响较大；当波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载；除此之外，无源滤波器只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用。以上诸多缺点大大限制了无源滤波器的应用场合。

正泰nwkG无功补偿控制器说明书

NWK-G系列 智能型无功补偿控制器 使用说明书 一、简介 NWK-G系列智能型无功功率自动补偿控制器是低压配电系统补偿无功功率专用仪器，可与各型号低压静电电容屏配套使用。NWK1-G型（开孔尺寸为本113×113mm）,NWK2-G型（开孔尺寸为162×102），输出路数各有4、6、8、10路四种规格。本机博采国内外先进技术，采用进口单片机控制，具有体积小、重量轻、功能完善、操作简单、抗干扰能力强、运行稳定可靠、补偿精确等突出优点。依据JB/T9663-1999国家最新专业标准设计，一次性通过机械工业部天津电气传动研究所发配电及电控设备检测所的型式试验，主要性能指标达到国内先进水平，是低压电容屏厂家首选产品。 二、功能特点 1、采用国外先进芯片，增加了断电记忆功能。即在系统断电及控制器复位时，参数及程序自动记忆，不丢失；供电恢复后控制器仍按断电前所设定的参数进入自动运行状态，实现无人操作化。 2、LED数字显示电网功率因素，显示范围：滞后（0.00~0.99），超前（0.00~0.99）。 3、通过面板三个功能键能完成数字显示COSφ设定值，延时设定值，过压设定值的设定。简明的人机对话，使操作极为方便。 4、当电网电压超过本机过压设定值时，COSφ表自动转换显示为电网当前的电压值，同时自动快速逐级切除已投入的电容组。 5、判别取样电流极性（自动识别极性），并自动转换。给安装调试使用带来极大方便。 6、当取样讯号线开路或无输入取样电流信号时，本机数字COSφ自动显示https://www.wendangku.net/doc/6918144421.html,。 7、输出动作程序为先接通先分断，先分断先接通的循环工作方式及适应于就地补偿装置动作程序要求的1、2、2、2、2、1编码工作方式。 8、具有手动/自动转换，置自动时，本机自动跟踪电网功率因素及无功电流，控制电容器自动投入或切除，置手动时在本机上能实现手投或手切。 9、有超前、滞后、过压、欠流LED指示灯指示。LED提示编程输入。 10、抗干扰能力强，能抵御从电网直接输入的幅值2000V的干扰脉冲，高于国家专业标准。 三、使用条件 1、海拔高度不超过1000米。 2、环境温度不高于+40℃，24小时内平均温度不超过+35℃，最低环境温度不低于－10℃。 3、空气相对湿度不大于85%（在25℃时）。 4、周围环境，无易燃易爆的介质存在，无导电尘埃及腐蚀性气体存在。 5、电网电压波动范围不大于本机额定电压±10%。 五、安装方式 NWK1-G外型采用42L6系列仪表结构，外形尺寸120×120×80mm，安装开孔113×113mm，嵌入深度为80mm,侧面设安装孔，紧固附件的挂钩插入孔内，旋附件上的螺丝即把控制器固定在屏上。 六、接线方法 1、控制器电压U1、U3接B相、C1、图2） 2、取样电流端I1、I2必须取自总负荷（总柜）A相电流互感器次级，不得取自电容屏。 开孔 3、COM为控制器输出端1~10组内部继电器的公共源，交流接触器J线圈电压220V。 NWK1-G型接线图（图1）略 （如果接触器线圈电压为380V，公共端接火线） 控制固态继电器接线图（图2）略

什么是谐波及谐波的危害

精心整理 什么是谐波？谐波的危害 一、谐波 1. 何为谐波？在电力系统中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，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M ．Fourier) 分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7 次编号的为奇次谐波，而2、4、6 、8 等为偶次谐波，如基波为50Hz 时，2 次谐波为l00Hz ，3 次谐波则是150Hz 。一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1 次谐波，例如5、7、11、13、17、19 等，变频器主要产生5、7 次谐波。“谐波” 到了50 年代和60 年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70 年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。谐波研究的意义，道德是因为谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。 精心整理

浅谈谐波的含义及为什么必须治理

浅谈谐波的含义及为什么必须治理 安科瑞王长幸 江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214405 1引言 随着科技发展，电子产品大量应用，电网中谐波大量产生，作为设计人员需要了解谐波的成因及危害，以便更好地防御及治理，提高电能质量。 近年来，电气产品行业出于节能和生产的需要，积极运用新技术，大量地运用了可控变流装置、变频调速装置等非线性负荷设备。其所产生的谐波问题直接影响到了公用电网的电能质量，已引起人们的广泛重视。 2谐波产生的原因及影响 2.1谐波的成因 电网中的谐波主要指频率为工频（基波频率）整数倍成分的谐波及工频非整数成分的间谐波，它们都是造成电网电能质量污染的重要原因。根据大量现场测试的分析结果证实，电力变压器也是电力系统中谐波的一个重要谐波源。电力变压器的激磁电流、铁心饱和及三相电路和磁路的不对称，致使在变压器三角绕组的线电压和线电流中也仍然存在三次谐波分量，尤其在负荷低谷时，随着电网电压的升高，变压器铁心饱和程度加剧，产生的谐波含量也随之增大。随着电网大量电容装置的投运，通过对现场谐波实测发现，谐波并不是只有零序分量可被变压器三角绕组所环路，而是波及全网，并给电容装置及电网的正常运行带来影响和威胁。 在民用建筑中，UPS电源、电子调速装备、节能型灯具及家用电器中的计算机、微波炉等电力电子设备和电器设备应用的大量增加，以及医院等特殊场合的放射X光机、CT机等大型医疗设备等，使各类非线性负荷注入电网的谐波日益增多，造成电网电能质量的污染的影响也越来越大。在这些设备集中使用的地区，如医院、大型商场、居民小区、写字楼、酒店公寓等，谐波污染已相当严重。谐波污染的影响使电能质量明显下降，因此，对电能质量谐波污染的抑制和治理已刻不容缓。 2.2谐波源的分析 2.2.1电力电子设备 电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR控制系统等。由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路，如整流和变频电路，其负载性质一般分为感性和容性两种，感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。而容性负载的单相整流电路，由于电容电压会通过整流管向电源反馈，属于电压型谐波源，其谐波含量与电容值的大小有关，电容值越大，谐波含量越大。变频电路谐波源由于采用的是相位控制，其谐波成分不仅含有整数倍数的谐波，还含有非整数倍数的间谐波。 2.2.2可饱和设备 可饱和设备主要包括变压器、电动机、发电机等。可饱和设备是非线性设备，与电力电子设备和电弧设备相比，可饱和设备上的谐波在未饱和的情况下，其谐波的幅值往往可以忽略。 2.2.3电弧炉设备及气体电光源设备 ①电弧炉在熔炼金属过程中的非线性影响将产生大量的谐波 ②气体电光源包括荧光灯、霓虹灯、卤化灯。根据这类气体放电光源的伏安特性。其非线

动态无功补偿及滤波装置

NSVC-2000I系列动态无功补偿及滤波装置 一、简介 NSVC-2000I动态无功补偿及滤波装置，使用无触点电子开关代替原来的机械开关，并采用了基于DSP大规模集成电路数字信号处理技术，综合国外先进技术与清华大学、东南大学、江苏大学电气工程学院联合开发的数字化的智能控制器，克服了投入时的浪涌电流及切除时的操作过电压，其动作时间≤16ms，同时还显示所有与配电系统相关的电气参数，可实现远程控制、显示、打印等功能。该系列产品多种功能已达到国内领先或国际先进水平。 电力系统的用户中有的使用大量负荷频繁变化的设备，如轧钢机、电弧炉、变频装置、中频炉、软启动等负载产生的高次谐波也随之注入电网，引起电压和电流的畸变，使用电环境恶化，影响用电设备的正常工作。为此装置中设计有谐振点偏移的功能，可以有效地避免高次谐波的并联谐振，滤除谐波，且无大电流产生，保证应有的电网配电质量。 其功能：节能、增容、稳压、滤波 1、无功补偿及滤波使总电流减小，电能损耗降低，即节能。 2、实现无功就地补偿，增加配电电源设备的供电能力，即增容。 3、动态无功补偿响应速度快、实时性强，无电压闪变，使输出电压稳定，即稳压。 4、动态无功补偿装置可滤除谐波，消除谐波干扰，即滤波。 二、主要特点 1、基于DSP大规模集成电路数字信号处理技术，对采集参数进行无功计算，输出投 切控制信号；响应速度快、实时性强，快速跟随补偿，提高配电系统功率因数及 运行的稳定性。动态响应时间≤16ms。 2、控制原理为等压零电流平滑地、连续地、快速地投切电容器组，无投切浪涌电流、 无电压闪变。零电流切除，无操作过电压。克服了原老式无功补偿装置即PFC系 统投切时产生的瞬变过程，避免电容器的过热、胀肚，可使装置寿命达到10年以 上。 3、控制器具有大屏幕液晶显示，可采样、计算、显示系统的电压、电流、功率因数、 谐波、有功、无功、有功电度、无功电度等22种电气参数，可存储3个月的用电 量，并通过RS232/RS485通讯口与上位机连接，实现数据显示、打印及远距离控 制的功能。

谐波危害及抑制谐波的方法

谐波危害及抑制谐波的方法 2008-05-05 23:08:43| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅 随着工业、农业和人民生活水平的不断提高，除了需要电能成倍增长，对供电质量及供电可靠性的要求也越来越多，电力质量（ＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙ）受到人们的日益重视。例如，工业生产中的大型生产线、飞机场、大型金融商厦、大型医院等重要场合的计算机系统一旦失电，或因受电力网上瞬态电磁干扰影响，致使计算机系统无法正常运行，将会带来巨大的经济损失。电梯、空调等变频设备、电视机、计算机、复印机、电子式镇流器荧光灯等已成为人民日常生活的一部分，如果这些装置不能正常运行，必定扰乱人们的正常生活。但是，电视机、计算机、复印机、电子式照明设备、变频调速装置、开关电源、电弧炉等用电负载大都是非线性负载，都是谐波源，如将这些谐波电流注入公用电网，必然污染公用电网，使公用电网电源的波形畸变，增加谐波成份。 近几年，传感技术、光纤、微电子技术、计算机技术及信息技术日臻成熟。集成度愈来愈高的微电子技术使计算器的功能更加完美，体积愈来愈小，从而促使各种电器设备的控制向智能型控制器方向发展。随着微电子技术集成度的提高，微电子器件工作电压变得更低，耐压水平也相对更低，更易受外界电磁场干扰而导致控制单元损坏或失灵。例如，２０世纪７０年代计算机迅速普遍推广，电磁干扰及抑制问题更是十分突出，一些功能正常的计算机常出现误动作，而无法找出原因。１９６６年日本三基电子工业公司率先开发了“模拟脉冲的高频噪音模拟器”，将它产生的脉冲注入被试计算机的电源部分，结果发现计算机在注入１００～２００Ｖ脉冲时就误动作，难怪计算机在现场无法正常工作，其原因之一是计算机的电源受到了污染。因此，受谐波电流污染的公用电源，轻者干扰设备正常运行，影响人们的正常生活，重者致使工业上的大型生产线、系统运行瘫痪，会造成严重经济损失。 国际电工委员会（ＩＥＣ）已于１９８８年开始对谐波限定提出了明确的要求。美国“ＩＥＥＥ电子电气工程师协会”于１９９２年制定了谐波限定标准ＩＥＥＥ—１０００。在ＩＥＥＥｓｔｄ．５１９—１９９２标准中明确规定了计算机或类似设备的谐波电压畸变因数（ＴＨＤ）应在５％以下，而对于医院、飞机场等关键场所则要求ＴＨＤ应低于３％。 1 电网谐波的产生 1.1电源本身谐波--由于发电机制造工艺的问题，致使电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波，因此，产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势，即所产生的电流稍偏离正弦电流。当然，几个这样的电源并网时，总电源的电流也将偏离正弦波。 1.2由非线性负载所致 1.2.1非线性负载---谐波产生的另一个原因是由于非线性负载。当电流流经线性负载时，负载上电流与施加电压呈线性关系；而电流流经非线性负载时，则负载上电流为非正弦电波，即产生了谐波。 1.2.2 主要非线性负载装置 （１）开关电源的高次谐波：开关电源由五部分组成：一次整流、开关振荡回路、二次整流、负载和控制，这几个部分产生的噪声不完全一样。这几种干扰可以通过电源线等产生辐射干扰，也可以通过电源产生传导干扰。 （２）变压器空载合闸涌流产生谐波:铁心中磁通变化时，会产生８～１５倍额定电流的涌流，由于线圈电阻的存在，变压器空载合闸涌流一般经过几个周波即可达到稳定。所产生的励磁涌流所含的谐波成份以３次谐波为主。

谐波抑制和无功补偿

绪论 电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。 随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。举个常见的例子来说，电子节能灯在使用量所占比重较小的电网中运行，的确比常用的白炽灯好，不仅亮度高又省电，而且使用寿命也长。但是相反，在大量投运节能灯后，就会发现节能灯的损坏率大大提高。这是由于节能灯是非线性负荷，它产生较大的谐波污染了这一片电网，造成三相负荷基本平衡情况下，中心线电流居高不下，造成了该片电网供电质量下降，用电设备发热增加，电网线损增加，使得该区的配变发热严重，严重影响其使用寿命。因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。

第一章 基础概念 1.1 电力系统的组成 电力系统是由发电、输电、用电三部分组成。其中过程为发电厂发电经升压变压器升压并网，再由输电网络输送的各个变电站，变电站进行降压后输送给各个用户，用户经过再一次降压后给用电设备供电。主要设备为发电机、升压变压器、输电网络、降压变压器、用电设备及二次保护系等组成。 发电机的电压等级一般为6KV 、10KV ，输电网络为110KV 、220KV 、500KV ，配电网络为10KV 、35KV ，用电设备一般为380V 、220V 。 我国电力系统采用三相50HZ 交流供电。 1.2 功率的概念 在供电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流时正弦波形（不含有谐波的情况下），正如电压为： ()ωt U t U sin 2= 式中 U ------电压有效值 ω--------角频率 f πω2= f ---------频率 (50HZ) 正弦电压施加在线性无源负载上如电阻、电容、电感上时，其电流的表达式为： ()()?-= ωt I t I sin 2 I --------电流有效值 φ--------相位角 电压和电流的关系从相位图上看如：（绿色为电压，红色为电流）

10kV高压谐波治理兼无功补偿治理方案(模板示例)

10kV高压谐波治理兼无功补偿治理方案 1 系统概述 根据某铜业厂提供的现有配电系统情况可知，工厂现有35KV进线一条，该线非该厂专线。厂内主要负荷为电解铜生产线及大功率电机等用电设备。因电解铜生产线采用的是可控硅整流装置。由于可控硅整流装置的六脉及12脉整流特性，在运行过程中将产生以6N±1和12N±1（N为正整数）为主的谐波电流注入电网，危及到其它用电设备及电网的用电安全。同时因系统功率因数比较低，故用户在10KV母线上安装了一套高压电容补偿柜，但由于电解铜等用电设备在运行时产生了较大的谐波注入系统，而电容补偿柜在投入后又与系统发生并联谐振，对系统谐波进一步放大，造成电容补偿装置在谐波环境下运行因过载而发生较大的异常声音，甚至造成部分电容柜无法正常投入，经常造成高压补偿电容器的熔丝爆炸烧毁。 用户配电系统一次示意图如图1所示。 图1用户配电系统示意图 2系统用电参数分析 根据对厂内变电站10KV I段母线的谐波测试数据分析，可将运行时有功功率、无功功率、功率因数及谐波的变化可归纳为： （1）10KV母线平均功率因数约为0.92左右， （2）母线协议容量10MVA， （3）主要谐波源类型：热电解铜及大功率电机等， （4）10KV线路三相功率数据分析 段10KV I段母线正常运行时负荷基本相等，且负载相对较稳定。有功功率基本都8000kW左右，功率因数相对较低，约0.92左右，无功功率也基本在2800kVar～3300kVar之间变化。 3谐波分析 因负载大部分采用的是六脉波及12脉波整流，产生的主要谐波为：6N±1次及12N±1（N为工频频率倍数）。故10KV段谐波的特征次为5、7、11、13．．．．．．。其中5、7、11次谐波相对较大，故滤波装置应考虑以滤除5、7、11次谐波为主的滤波方式。根据我司于2007/09/21日对配电系统10KV母线 I段的谐波测试数据分析，将设备运行时产生的各次谐波值分析如下： 35kV侧用户协议容10MVA，设备容量90MVA，正常方式下短路容量为689MVA。 为了对滤波装置的滤波效果要求更为严格，故各次谐波电流注入允许值可按最小短路容量为689MVA的标准来考核，见表1。

无功补偿与谐波治理技术(铜业协会)

无功补偿与谐波治理技术
报告人：许强 全国电压电流等级和频率标准化技术委员会 中国电工技术学会电力电子学会 委员 理事
报告日期：2009年4月

一、功率因数为什么会变低？什么是无功功率？
我们知道，通常我们所 用的交流电压是50Hz的正 弦波，在电压的两端接上 负载就会产生电流，如我 们在220伏（或380V）的 电源上接一个电灯，电灯 中流过电流，灯就亮了。 当负载是电阻时，电压波 形的相位与电流波形的相 位完全相同，即电压波形 与电流波形重叠在一起。 这时电网送出的功率也与 消耗的功率相等。

而现实生活中电阻负载使用 的较少，大多数负载都有一定 的电感，如变压器、电动机、 洗衣机、冰箱、空调等都是带 有电感性的负载，这样就使电 压波形的相位与电流波形的相 位不能重叠，电流的波形（红 色）就会比电压波形（蓝色） 迟后△T的时间，△T时间越 大，功率因数越低，消耗的无 功功率也越大。那么电网送出 的功率（视在功率）也与消耗 的功率（有功功率）就不再相 等了，电网送出的功率是如下 表达式： 电网送出的功率（视在功率）＝实际消耗的功率（有功功率）＋无功功率

什么是无功功率：
无功功率决不是无用功率，它是另外一种能量消耗的表达形 式，如电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而 带动机械运动，电动机的旋转磁场就是靠从电源取得无功功 率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一 次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此没有无功功 率的话，电动机不会转动，变压器不会变压等。 因此在正 常情况下，用电设备不但从电网中取得有功功率，同时还需 要从电网中取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应 求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场， 那么这些用电设备就不能维持在额定情况下的工作。能反映 无功功率被使用的指标是用电的功率因数，即COS?。

FC滤波及无功补偿装置在谐波治理中的应用

FC滤波及无功补偿装置在谐波治理中的应用 方利祥马金雷 （首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山063200） 摘要：本文主要介绍了FC滤波及无功补偿装置在110KV变电站10KV系统谐波治理中的应用，根据电能质量在线监测的结果，对含量较高的谐波进行针对性的治理，使10KV系统谐波含量低于国标值，保证电能质量。 关键词：变电站；电能质量；谐波 0 引言 首钢京唐公司一冷轧110KV变电站设置3台50MVA主变压器，其中1#主变带10KV一、二段母线，3#主变带10KV三、四段母线，2#主变备用，为保证10KV母线电源质量，每段10KV母线分别设置一组FC滤波补偿装置。此110KV变电站主要给酸轧、连退、电镀锌产线供电，其中主要用电及非线性负载为酸轧产线的五连轧轧机，也是10KV母线最主要的谐波源。 1 谐波检测 110KV变电站故障录波柜内装有一台电能质量在线监测仪，用于时时监测10KV母线谐波含量情况，自2013年12月开始，监测仪时常出现谐波超标报警，经过提取监测数据发现谐波总畸变率超过国值标（＞4%），且11次、13次谐波含量较高，详细数据见下表。 电能质量统计报表(电压)

2 谐波治理 谐波超标一方面导致线路、电气设备损耗增加，加大了电力运行成本，增加了电费的支出，另一方面谐波使电气设备过热、绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁，间接影响产品质量。由于谐波不经治理是无法自然消除，因此，当谐波超标时，必须坚决的进行有效治理。 2.1 创新点与技术关键 变电站每段10KV母线上设计了5次、7次、11次、13次滤波补偿装置，且投入顺序设计了联锁逻辑关系，即投入时，必须先投入5次、7次滤波， 11次、13次滤波装置才能顺利投入运行。然而，从谐波监测数据表来看，总谐波含量超标的主要原因是由于11次、13次谐波含量较高。因此，本次谐波治理的创新点是：根据各阶次谐波含量的大小，对11次、13次谐波进行针对性治理。技术关键是：如何解除联锁关系，只投入11次、13次滤波补偿装置。 2.2 技术方案 2.2.1 联锁逻辑解除 下图为11次、13次滤波支路高压柜合、分闸控制原理图，从图中可以看出高压柜合闸有三个联锁条件： 高压柜合分闸控制原理图 1)7次滤波支路隔离柜刀闸在合位 2)5次、7次滤波支路高压柜断路器在合位 3)11次、13次滤波支路隔离柜允许投入运行选择开关在“允许位”

谐波对无功补偿装置的影响分析

谐波对无功补偿装置的影响分析 摘要：本文针对电力系统中的谐波对无功补偿装置的影响展开了分析，以期对同仁们有更多的借鉴。 关键词：无功补偿，谐波；分析 近年来随着电力电子技术的迅速发展，大功率电子设备的应用，使得大量谐波注入电网，在影响电网电能质量的同时，也对相应的电器设备带来了不同程度的危害，电力系统谐波源主要来自非线性负荷设备，如各种整流设备，调节设备，电弧炉，轧钢机。以及各种电气拖动设备。并联电容器是电力系统中应用较为广泛的无功补偿设备，主要用于提高功率因数，降低电能损耗，电力系统中存在的谐波电压和谐波电流对各种电气设备影响最大的主要是并联电力电容器。 对于无功补偿电容器，由于电容器的容抗表达式是1/wc，就是说电容器的容抗与电网频率关系甚密，当电网除工频电压外，尚存在高次谐波电压时，必将对接于其上的电容器产生影响，谐波频率越高，容抗减少越多，通过电容器的电流就越大，即电容上电流发生的畸变越严重。严重的畸变电流通过电容器后注入电网，使得电网电压的畸变程度加严，造成恶性循环，使得电网电压严重下降。 谐波一方面使电容器长期承受过电流可能导致其发热严重而损坏，另一方面投入电容器可能使谐波电流放大，危害电容器自身和其它电器设备的安全，因为在工频条件下，电容的容抗比系统的感抗大得多，不会产生谐振，但在谐波频率下，电容的容抗减小而系统的感抗增加，就有可能产生并联谐振或串联谐振，这种谐振会使谐波电流放大几倍甚至几十倍，是电容器和与之串联的电抗器烧坏的主要原因。由于电容器组的电容量很大，谐波电流通过时，容抗减小，谐波电流增大，这也使得电压畸变扩大，使原来的谐波得以放大。谐波电压的放大。不仅使电能质量受到影响，同时还会给大量用电设备造成这样那样的损失。尤其5次以上，这些谐波将被补偿电容器放大。电容器组与线路串联谐振，使线路上的电压、电流畸变率增大，还有可能造成设备损坏，在这种情况下补偿装置是不可使用的。 功率因数的基本定义公式： η= P有/S ，在有谐波的情况下，加入谐波的参数，再通过比较复杂的数学运算，我们可以得到这样一个公式：