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浅析实际应用中谐波改善和无功补偿 　　【摘要】通常情况下,当线路上装设有改善功率因数用的电容器时会造成特殊问题: 在谐波频率下,电容器组及电路上的电感会形成并联共振电路,造成谐波放大,导致电压畸变,因此电容器组不适合大部分的引用场合,谐波滤波是消除电力系统谐波畸变的最佳方法,同时系统所需的无功功率而改善功率因数。 　　【关键词】谐波谐振谐波滤波无功补偿 　　1、谐波产生 　　 　　交流电网中, 由于许多非线性电气设备的投入运行, 其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形, 而是不同程度畸变的非正弦波。根据傅里叶级数分析, 可分解成基波分量和具有基波分量整数倍的谐波分量。 　　用户向公共电网注入谐波电流或在公共电网中产生谐波电压的电气设备, 统称为谐波源。谐波主要由谐波电流源产生, 当正弦基波电压施加于非线性设备时, 设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因而发生了畸变, 由于负荷与电网相连, 故谐波电流注入到电网中, 这些设备就成为电力系统的谐波源。 　　电力系统中的主要谐波源可分为两类: 　　1. 1 含半导体的非线性元件, 如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、PWM 变频器等节能和控制用的电力电子设备。 　　1. 2 含电弧和铁磁非线性设备的谐波源, 如荧光灯、交流电弧炉、变压器及铁磁谐振设备等。 　　2、谐波危害 　　非线性电气设备产生谐波电流――这是事实甚至连隔离变压器和整流电抗都不能改变。一方面谐波电流导致电压谐波, 另一方面, 这些谐波电流本身就是网络上一个附加的负荷, 发生谐振且谐波电流振荡放大并导致一个更高的负荷是尤其危险的。 　　电压畸变加在与电网连接的所有电气设备上造成电动机、变压器、开关设备和电缆的过热, 大大加速绝缘老化, 产品寿命大大降低, 有的电气设备因电压畸变会产生较强的听觉噪声, 而电压畸变灵敏的电子保护、控制和脉动控制系统, 造成动作异常, 使通信线路、信息线路产生噪声, 甚至造成故障。谐波电流引起的电气设备及配电线路过载导致短路, 甚至引发火灾的事件屡有发生。 　　现行必威体育精装版国家标准GB/T 16895.15-2002《布线系统载流量》第523.5.3条,由于三相回???中存在显著谐波电流,因而产生了不平衡电流,假如谐波电流大于10%,中性线导体不应小于相导体。附录C给出了谐波电流的热效应和存在高次谐波电流的降低系数。当相电流中三次谐波分量≥33%基波分量时,就应按中性线电流来选择导体的截面。 　　目前,谐波、电磁干扰和功率因数降低已并列为电力系统的三大公害。 　　 　　3、基本概念 　　4、谐波改善 　　 　　了解谐波产生的机理, 研究消除供配电系统中的谐波问题对改善供电质量和确保电力系统的安全经济运行有着非常积极的意义。 　　减少谐波影响应对谐波源本身或在其附近采取适当的技术措施, 实际技术措施的选择要根据达标的水平、效果、经济性和技术成熟度等综合比较后确定。 　　谐波滤波是消除电力系统谐波畸变的最佳方法, 同时提供系统所需的无功功率而改善功率因数。谐波滤波器回路由电容器串联谐波电抗器组成。 　　谐波滤波器中的电容器容量依据在基波频率时, 系统所需的无功功率而设计。 　　#1048578;#1048578;#1048578; #1048578;#1048578; #1048578;#1048578; #1048578;（7） 　　式中 　　Qc――补偿电容器的容量, kvar； 　　Pc――系统的有功功率, kW； 　　tgoslash;1――补偿前计算负荷功率因数角的正切值; 　　tgoslash;2――补偿后功率因数角的正切值。 　　而电抗器的电感值选择依据是被选定与电容器串联谐振,对谐波形成低阻抗电路,而能吸收大部分的谐波电流,改善系统的谐波电压畸变率。串联谐振电路谐振频率必须低于系统可能出现的最低次谐波。如果3次谐波是系统中最低次谐波,则必须选择小于150Hz的谐振频率,如果5次谐波是系统中最低次谐波,则必须选择小于250Hz的谐振频率。串联谐振电路在高于它的谐振频率时为感性的,这意味着它不再可能激活任何谐振,而在低于它的谐振频率时谐振电路是容性的,并且能用来补偿无功功率。 　　根据式(9),如果系统中存在的最低次谐波是3次谐波(150Hz),可以选择12%电抗器；如果系统中存在的最低次谐波是5次谐波(250Hz),可以选择4%电抗器。 　　串联电抗器的电抗率选择,GB50227-1995《并联电容器装置设计规范》第5.5.2 条规定如下: 　　用于抑制谐波,当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为5次及以上时,宜取4.5%~6%[GB50277-1995条文说明5.5.21.指出6%的电抗器有明显放大3次谐波作