供电系统的无功补偿与谐波治理

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1、第!"卷第#期水利电力机械$%&’!"(%’#!))*年#月+,-./01(2./$,(034.5.0-/6071+./8,096(./32:;’!))*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!供电系统的无功补偿与谐波治理/:<=>?@:;%A:B=%C;:DE<>?%D:C周杰，侯燕（河南工业大学电气工程学院，河南郑州KL)))M）摘要：在谐波负载

2、下用电容器进行无功补偿时谐波电流会严重放大，甚至引起谐振。在分析电容器无功补偿装置中的谐波问题的基础上，介绍了供电系统能同时实现无功补偿和谐波治理的装置的工作原理。关键词：无功补偿；谐波治理；滤波器中图分类号：-8MNK’O文献标识码：P文章编号：N))*Q*KK*（!))*）)#Q))L!Q)K备中的谐波含量取决于它自身的特性和工作状况，!引言基本上与供电系统参数无关；另外一种是谐波电压在供电系统中，为了节能降损、提高电压质量和源，发电机在发出基波电势的同时，也会有谐波电势电网经济运行水平，经常采用各种无功补偿装置

3、。产生，其谐波电势大小主要取决于发电机本身的结近年来，在配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、构和工作状况。实际上，在电网中运行的发电机和各种电力电子设备及电气化铁路大量应用。这些负变压器等电力设备，输出的谐波电势分量很小，几乎荷大都具有非线性、冲击性和不平衡性的特点，在运可以忽略。因此，在供电系统中存在并实际发生作行中会产生大量谐波，这些谐波对无功补偿装置造用的谐波源，主要是谐波电流源。成了严重影响。在供电系统中，某次谐波作为无功在用并联电容器进行无功补偿的供电系统中，补偿用的并联电容器若与呈感性的系统电抗发生谐电

4、网以感抗为主，电容器支路以容抗为主。在工频振，则会出现过电压而造成危害。当无功补偿装置条件下，并联电容器的容抗比系统的感抗大得多，可［N］运行地点的谐波比较严重时，电压、电流波形会有很发出无功功率，对电网进行无功补偿。但在有谐大畸变，电容器投切控制信号的传输就会受到影响，波背景的系统中，大量的非线性负荷会产生大量的从而有可能引起装置的误动或拒动。另一方面，并谐波电流注入电网，对这些谐波频率而言，电网感抗联电容器对电网谐波的影响也很大。若电容器容抗显著增加而补偿系统容抗显著减小，导致谐波电流和系统感抗配合不恰当，将会造

5、成电网谐波电压和大部分流入电容器支路，若此时电容器的运行电流电流的严重放大，给电容器本身带来极大损伤，可超过其额定电流的N’O倍，则电容器将会因过流而见，无功补偿与谐波治理两者关系非常密切。产生产生故障。另外，针对无功补偿系统的调谐频率，如谐波的装置大都是消耗基波无功功率的装置；治理果电网中存在该特定频率的谐波电流源，则该谐波谐波的装置通常也是补偿无功的装置。因此，为了将直接被放大，严重时还会发生并联谐振或串联谐寻求能同时实现无功补偿和谐波治理的装置，就必振。系统谐振将导致谐波电压和电流明显地高于在须将二者结合起来进

6、行研究。无谐振情况下出现的谐波电压和电流。"’"谐波与并联谐振"电容器无功补偿装置中的谐波问题当电网中的谐波主要由非线性用电负荷产生谐波源有!种：一种是谐波电流源，这些用电设时，此时的谐波源可看作一个很大的电流源，其产生收稿日期：!))*Q)LQ!#作者简介：周杰（N#M#Q），男，河南新乡人，河南工业大学电气工程学院助教，华东科技大学在读硕士研究生，从事电力系统面的教学和研究工作。第!"卷第#期周杰，等：供电系统的无功补偿与谐波治理·$%·的谐波电流加在系统感抗和电容器的容抗之间，形装置。成并联回路，如图&所示。"

7、能同时实现无功补偿与谐波治理的装置"*!无源滤波器在有谐波背景的电网中，为了滤除谐波，就要为谐波提供一条释放路径，即保留基波而使谐波短路，也就是使谐波通过滤波器直接流回谐波源而不注入系统。为此，可采用一种+’无源滤波器，常用的是单调谐滤波器，它由适当数值的电容、电感和电阻组图!并联谐振原理图合而成，如图%,所示。通过设置参数，使得在需要由图&可见，流入电容器支路的!次谐波电流为滤除的谐波频率上装置的感抗和容抗因相等而抵%消，即在调谐频率上滤波器呈现低阻抗，这样，该频)（!）"’（!）#"(（!）$%%#)（!）&’（

8、!）次谐波就可顺利通过滤波器并返回谐波源，从而达!%)（&）到滤除谐波的目的。而对于非调谐的基波和其他次"(（!）$，（&）!%&%谐波，滤波器则呈现高阻抗，带来的影响很小。除了)（&）&’（&）!上述的针对某次谐波频率而设置的滤波器外，常用式中%)（&）和%’（&）分别为变压器和电容器的基波阻的还有一种高通滤波器，如图%-所示，它对于某一抗，