諧波無功補償裝置

眾所周知，在電力系統中，諧波源產生的諧波對電力系統造成污染，影響電力系統和用戶本身的電氣環境，對各種電氣設備造成危害。諧波污染的危害主要表現在：

① 對旋轉電機產生附加功率損耗和發熱，并可能引起振動，縮短電機使用壽命；

② 對無功補償電容器組引起諧振或諧波的放大，從而導致電容器因過負荷或過電壓而損壞，對電力電纜也會電纜的過負荷或過電壓擊穿；

③ 增加變壓器和電網的損耗；

④ 對繼電保護自動控制裝置和計算機產生干擾和造成誤動作；

⑤ 造成電能計量誤差；

⑥ 諧波電流在電網中流動，除增加線損外，還將對通訊和無線電干擾造成影響。

為此，電力系統和諧波源用戶都有責任和必要的對諧波裝置加大限制和治理，以保證電力系統和用戶的安全可靠運行，提高整個電網運行的經濟效益。

從一般中頻電源工作原理可知，它是通過三相橋式整流裝置再進行脈沖調頻來進行變頻的，它的正常運行必然產生較大的諧波電流，且功率因數也達不到0.90的要求。中頻電源在正常工況下，產生的諧波電流主要是5、7、11、13、17、19……次，它的主要特征諧波為h=6K±1,K正整數，產生的特征諧波電流與基波電流關系為：Ih=I1/h。

考慮到控制器運行燃弧角（或換向角）的影響，裝置負荷在額定負荷運行時，產生的5次諧波對基波含有率通常不低于20％，7次不低于14％，11次不低于9％，13次不低于7％。在負荷較小時，雖然諧波含有率較高，但實際向電網注入的諧波電流并不大，同時11次以上高次諧波雖然與低于7次以下的諧波電流相比數值較小，但由于低壓側短路容量較小，其阻抗相對較大，故對諧波電壓含有率及低壓側波形畸變率影響較大。

根據我公司在江陰郎博特鉆桿制造有限公司（見消諧裝置投運前后測試圖）等單位的治理經驗，貴公司所提供的負荷產生的諧波電流如下：

（一）加裝消諧裝置前

（二）加裝消諧裝置后

綜合上述材料，我們擬采取在諧波治理的同時對無功也進行一定的補償，達到如下技術要求：

1）使得該廠10kV母線電壓波形總畸變率滿足國標規定要求，具體為：

表1 國標規定允許值

2）使得諧波源向系統注入電網的各次諧波電流符合國標要求，具體由當地諧波監測站根據實際情況確定，也可定性為在負荷全運行達到額定時，總畸變含量In<10%,各次諧波電流<5％。

3）無功補償及消諧裝置運行時不會對其它電氣設備產生不良影響和干擾，設備自身安全可靠運行。

4）補償后的功率達到0.98以上。

5）裝置采用自動投切，跟蹤負荷進行自動補償，當負荷全停時，裝置將自動全停。

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