无功补偿谐波治理李群

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1、无功补偿与谐波治理介绍人：李群基本概念无功影响与谐波危害无功补偿方法谐波治理手段介绍内容1基本概念用电负荷：电力用户某一时间取用的电功率，分类如下，•有功功率，P=U•I•Cosθ，用电设备中，真正消耗能量的功率•无功功率，Q=U•I•Sinθ，建立磁场，进行电磁能量转换的功率•视在功率，S=U•I•功率因数，Cosθ=P/SIaUIIr谐波：周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍分类：奇次谐波（2n-1）、偶次谐波（2n）零序性谐波(3n)、正序性谐波(3n+1)、负序性谐波(3n-1)非谐波：分数次谐波、间谐波、旁频、次谐波正弦波

2、形畸变指标：谐波含有率，总谐波畸变率，谐波电流有名值UU2.1无功影响1.线路压降2.线路功率损耗2无功影响与谐波危害T4430电压VP(pu)VPP,QV02040800.81.00.6601000.9lagunitypfP有功、无功对节点电压的影响CosT4430电压VP(pu)0200.81.00.6601001401.2无功动态调节后的节点P-V曲线VPVjX动态无功补偿abP电力系统电压和无功电力管理条例第四章电力用户的功率因数及无功补偿设备的管理第十二条用户在供电局规定的电网高峰负荷时功率因数，应达到下列规定：（1）高压供

3、电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90及以上；（2）其他100kVA(kW)及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以上；（3）趸售和农业用电功率因数为0.80及以上。凡功率因数未达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电。第十四条为调动用户改善电压，管好无功设备的积极性，凡受电容量在100kVA(kW)及以上的用户均应按国家批准的《功率因数调整电费办法》的有关规定，实行功率因数考核和电费调整。谐波对同步、异步电机的影响主要是引起附加损耗，产生温升；其次是产生机械振动、噪声。谐波对变压器的影响除引起变压

4、器绕组附加损耗外，也引起外壳、外层硅钢片和某些紧固件发热，并且有可能引起局部的严重过热，并使噪声增大。谐波引起电缆损坏的主要原因是局部放电，介损和温升的增大。2.2谐波危害谐波引发谐振，造成大量电容器损坏。并联谐振：从谐波源看，系统和其补偿电容是并联关系，若并联支路对某次谐波呈现高阻抗，则谐波过电压，并引发各支路中谐波过电流。串联谐振：从电源看，供电线路与用户的供电变压器和其二次侧的补偿电容器是串联关系，若该回路对某次谐波呈现很低的阻抗，则将吸收大量的谐波电流。谐波使电容器的运行电流有效值增加，温升增高，引起过热而降低电容器的使用寿命或使电容器损

5、坏；叠加在电容器基波电压上的谐波电压，使电容器运行电压的有效值和峰值电压增大，使电容器在运行中发生的局部放电不能熄灭；谐波使电容器组中的电抗器的谐波电压很高，特别是可能出现尖顶波，其峰值电压可能造成电抗器匝间绝缘的损坏。电磁感应式电能表计量误差正弦波电源供非线性负荷：污染电网、少交电费，对系统不公平谐波电源供线性负荷：多交电费、用户设备性能变坏，对用户不公受谐波危害的电气设备反过来也可能产生非谐波和谐波，又危害其他设备对一些高净化要求的设备，如数控加工中心、调速电机、可编程逻辑控制器、计算机等，产生干扰，使之不能正常工作谐波污染源冶金行业：交流电

6、弧炉、直流电弧炉、钢包精炼炉、中频炉、轧钢设备、电解设备化工行业：化工整流负荷交通运输：电气化铁路、地铁、轻轨、有轨和无轨电车其它：变频调速设备、电焊设备、低压用电设备（开关电源、节能灯、UPS等）中频炉原理框图中频炉电气特点中频炉在接近满载状态下功率因数较高，可达0.9（甚至更高），一般其平均功率因数较高,可达0.851000kW以下的中频装置通常采用6脉波整流,1000kW以上的中频装置根据容量大小,采用12脉波、24脉波整流中频炉对电网的影响主要是谐波，电压波动和闪变中频炉电流变化曲线中频炉谐波频谱（12脉冲整流）轧钢设备大型轧钢厂的调速轧

7、机和传动装置，均采用晶闸管供电的直流电机，单机和连轧装机容量都很大不同类型轧钢负荷变化曲线轧钢负荷冲击曲线有2种类型：间断性脉冲状的矩形波阶梯型上升和下降的梯型波无功冲击曲线(kVar)电压闪变曲线有功冲击曲线(kW)电弧炉负载影响示例3.1无功补偿技术发展的背景（1）电网侧无功补偿的需要•动态补偿系统无功、调节电压及降损•系统故障时的动态电压支撑，提高系统暂态稳定性•系统正常运行时，改善周边冲击性负载对系统的影响（2）负载侧•动态调节受端电压，提高负载工作效率•动态补偿负载波动性无功，提高功率因数，减轻力率罚款•滤除谐波，改善电能质量指标，保护

8、其他用电设备3无功补偿方法3.2无功补偿量的计算1.根据功率因数改善的需要确定平均有功P，补偿前功率因数cos1，补偿后功率因数cos