王铭君

摘要：当前，随着我国电子技术的广泛应用和不断发展，其中的用电负荷结构在一定程度上也发生了相应的改变，大量的非线性负荷同时也成为了电网中的主要谐波源。为保障电容器的正常运行、提高系统的运行质量，人们需加强对电网谐波的研究，以在处理好谐波与电容器关系的前提下促进的进一步生产。本文主要对电网谐波对电容器的影响进行了一定的分析与探讨。

关键词：电网谐波；电容器；影响

随着国民经济的持续发展和人民生活水平的提高，全社会的用電量急剧增长，受电端对电能质量的要求也是越来越高。配电网由于直接向用户供电，因此降损以及运行十分重要。目前，大功率变流装置、晶闸管控制装置、各种大功率非线性负荷广泛应用，注入电网的谐波分量也日益增多。这些谐波在配电网中传播，可以引起系统中电压电流的畸变，增加网络损耗，影响设备的正常运行等一系列问题。

一、电网谐波的影响

（一）对设备的危害

（1）增加输电线路、变压器和电容器的损耗，使设备的温度过热，降低设备的利用率和经济效益。（2）影响继电保护和自动装置的工作可靠性：特别对于电磁式继电器来说，谐波常会引起继电保护及自动装置误动或拒动，使其动作失去选择性，可靠性降低，容易造成系统事故，严重威胁系统的安全运行。（3）对通讯系统工作产生干扰：线路上流过的幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合时，会在邻近线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统的工作，影响通信线路通话的清晰度，甚至在极端的情况下，还会威胁着通信设备和人员的安全。（4）对用电设备的影响：谐波会使电视机、计算机的图形畸变，画面亮度发生波动变化，并使机内的元件温度出现过热，使计算机及数据处理系统出现错误，严重甚至损害机器。

（二）对电容器的影响

1.减少电容器的使用寿命

通常情况下，电容器的局部放电性能是由起始放电场强和局部放电熄灭场强两个不同的参数来表示的，当该系统中存在谐波时，其便会使电压波形发生畸变现象，该波形也会呈现出不同程度的尖顶波，此时电压的峰值便会增大，而局部的放电时间也会增长，如此便会在一定程度上加速变容器介质的老化，从而影响到变容器的使用寿命。

2.导致电容器及整个系统故障

电容器投入运行时谐波电流和电压畸形更为严重，且高于电容器切除运行时的情况，以此充分说明了单纯的电容器补偿装置对谐波有放大效果，若发生谐振则等会有严重灾害发生。电容补偿装置的揉入会使电流畸形恶化，且大量谐波电流流入电容器使以因非线形负荷在运行时产生谐波电流，并经电容器和系统电抗阻成的类似LC的抗震电路，将谐波电流放大流入电容器中，极易造成电容器过电流故障，且有谐波存在的系统中，当容性和感性共同存在，则极易使容性电容器和感性系统在谐波频率下发生串联和并联的谐振，方法谐波，增强谐波对补偿装置的影响，严重时影响整个系统。

二、治理对策

（一）滤波补偿方法

（1）补偿系统接入整流变压器的低压二次绕组侧；（2）补偿系统能动态跟踪补偿负载无功功率的变化；（3）谐波电流平均吸收率达到70%以上，相应次的谐波电压均满足国标GB/T14549 - 93要求；（4）补偿的平均功率因数≥0.95；（5）补偿过程中电网电压波动满足国家相关标准要求；（6）补偿系统具有以下安全运行措施：系统：过电压保护、过电流保护、低电压保护、接地保护；电容器：过压、过流、过热保护及缺相保护；电感（电抗）：过流、过热保护；（7）补偿装置系统总功率损耗：P损小于2%Q总（Q总为补偿总量）；（8）系统不产生无线电（射频）电磁干扰。

（二）电容器补偿位置和容量范围的确定

电容器作为配电网调节电压水平的重要元件，电容器补偿位置和容量范围确定具有重要意义。本文采用有功网损对无功的灵敏度，选择灵敏度较大的几个节点进行补偿，从而减小搜索空间。对容量的确定，过去一般是按照轻负荷和重负荷时补偿容量来确定，这种方法较粗略，容易出现无功过剩的情况，造成资源的浪费，甚至造成电压不合格。本文从无功就地平衡和抑制谐波两方面来确定电容器的补偿容量范围以及分组。

1.无功功率就地平衡

为了使系统有稳定和满意的电压水平，系统要有必要的无功补偿设备。无功功率不宜长距离传送，负荷所需的无功功率应该尽力就地供应，力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡，并根据这个要求装设必要的无功补偿设备。配电网节点较多，不可能在每个节点都进行补偿，在适当的位置配置一定量的电容器，目的在于使其满足附近的无功需求，一般认为，电容投放点的容量要满足本节点以及下游节点的无功需求，由此思想可以确定电容器的最小补偿容量。

2.电容器补偿容量范围的确定

由无功就地平衡、电容器临界补偿容量和轻负荷时的补偿容量三个原则计算出的三个最小值Q1，Q2和Q3，取三者的最大值作为最小补偿容量。最大补偿容量取系统重负荷时的补偿容量。轻负荷是标准负荷的0.8倍，重负荷取标准容量的1.2倍。 综上所述，在系统的运行中，电网谐波对电容器的运行具有非常重要的影响。因此，在实际的作业过程中，人们应加强对谐波与电容器之间影响问题的研究。对于电容器来说，其主要是无功补偿的重要元件，而谐波在科学技术不断发展的时代下已逐渐成为一大污染源，因此为了有效地保障电网系统的正常运行，人们需加强对电网谐波的重视与研究，以在了解电网谐波产生背景的前提下采取有效地解决措施，以处理好谐波与电容器之间的矛盾关系，从而为行业的发展奠定良好的基础。

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