电力系统中并联电容器工作时谐波影响因素分析(1).doc8

摘要：在电力系统中，谐波是并联电容器工作时影响最大的因素之一。本文首先论述了影响并联电容器工作的因素，然后分析了谐波对并联电容器的不利影响，最后提出了若干抵制谐波对电容器损害的措施。

关键字：谐波作用、并联电容器、抑制谐波影响

这些年来，伴随着电力系统中的应用技术的迅猛发展，大功率电力电子设施的使用使得大量的谐波进入了电网中，在影响电网里电能的质量的同时也对一起的电气设备造成一定的伤害。电容器又是一种对谐波来说很敏感的电气设备，它的容抗值随着频率变化。  

一、影响并联电容器工作的因素

  1、谐波的影响

造成电容器有可能因为过电流或者过电压使绝缘的地方遭受到损害或者使用的寿命会减短。所以，我们在设计上，电容器应该留有更多的余地，就比如，它最大允许电流数是额定电流的1.3倍，最高容许电压是额定电压的1.1倍，这些指标都已经超过了其他的电气设备，其中的原因其实就是谐波，只要是在条件允许的情况下，电容器都是准许谐波通过的。

  2、电力系统中的谐波是一个很复杂的问题

就变电所来说，谐波源本来自于厂矿的使用者，有的则是来自于电网所在区域，在投入运营电容器的时候发现了谐波放大的现象，这些问题很多，东北的电网因为谐振的影响，电容器投入运行以后就跳闸了。还有些地方电容器由于谐波的因素被烧坏了，因为谐波来源有多种途径，解决这两类变电所中的问题要分开讨论。

  电力系统的谐波来自于非线性的负荷设备，比如各种调节的机械、轧钢机。并联电容器是电力系统当中应用的很普遍的无功补偿机，主要的作用是用来提高功率效用，并且能够降低电能的消耗，电力系统当中必然会存在的谐波电压和电流对并联电容器这种电气设备的影响是最大的。目前在不少地区的中枢变电所装置的电容器容纳量很小，在投运的过程中很容易就会发生谐波现象，分组越多，发生的谐振也就越大。

  二、谐波对并联电容器的不利影响

  1、谐波对电容器的绝缘层有着直接的影响

电容器的容抗值是随着频率而变化的，电容器的介质会因此而损伤，由于谐波带来的影响，电容器介质里附加了一些损耗，当谐波的含量有一定比例的时候，谐波的电流就会增大，电容器的损耗会变大，致使电容器发热，绝缘跟着老化。绝缘介质在工作的时候温度每次升高8摄氏度，它的寿命就会缩短一半。所以每当谐波电流和电压都出现的时候，电容器的使用寿命会因此而减少。

  2、谐波会导致电容器的电流负荷增大甚至超出

一旦当电力系统的电压波开始呈现出异样的时候，便会对一个周期中的波形状态进行转换，分解出其他更高倍数频率的谐波。当电网中有谐波存在的时候，电容电流的有效输出值和电容器对外输出的无效容数的变率要比电压有效输出值的变率大，当谐波的频数较高时，这种情形将会更加明显。电网里的谐波电流通常是5次、7次、11次、13次出现的多，其他的情形出现的少。我们发现，电容器对于谐波次数的多少和谐波电压变化率是非常敏感的，电力系统的某个地方发生谐振的时候，电容器就有可能出现过负荷电流的现象，甚至会损坏电容器本身。

  3、并联电容器会对谐波副作用产生不良反应，而它本身还会使谐波的破坏有着放大化的实质影响

电容器在电力系统中的使用就有可能会产生更加严重的谐波畸变，从而对系统和其他的电气设备造成损害，电容器又进一步在谐波电压的作用下损坏。即使是很小的高次谐波电压经过，如果它的频率与谐振近似，电容器的电压同样会被放大很多倍，谐波电压和电容器上发出的基波电压相加，电容器的电压有效的输出值会增大，并且电压的上限值提高了，控制不住的电容器局部区域放电而不能熄火，以至于电容器遭到破坏或者熔丝烧断。

  三、抵制谐波损害并联电容器的有效措施

  电力系统中并联电容器在工作的时候出现的谐波问题很复杂，我们集中意见得出了如下的结论：电容器具有承受谐波不利影响的能力，在其准许的范围里，不进行任何防范的举措；修正措施要求容易实施、投资少而收效快，并且要易于管理，通常的做法是增大电容器的分组的容量，减少分组数，远离谐振区；季节的不一样和每天负荷的变化电压升高会导致谐波增大。

  为了防止在电力系统中谐波对电容器的正常运行造成障碍，应该从管理和技术这两个方面入手。一方面来说，对大容量的非线性负荷加大管理，要求产生较大的谐波污染环境的使用者安装过滤装置。我们在那些新建和扩大修建的非线性负荷进入公网之前，要对其进行电能质量状况的测试，来在电力系统中实行治理的方案，来阻止电网蒙受进一步的损失。同时采取技术方面的措施来降低谐波中的谐波含量，把谐波的电压畸变率掌控在国际标准下。

  降低谐波源的谐波量，通过对谐波源头进行改正，可以最大程度地避免谐波产生，从而提高电网中的用电效率，这样在支出方面是很划算的。

  在谐波源的地方吸收谐波电流也是一个综合性很强的手段，采用交流过滤器就近的条件来吸收谐波源中发出的谐波电流，是来抵制谐波的可用措施。目前在容量大而且要求改正的地方都用有源和无源混合型过滤波，两者的协调使用，可以使整个电力系统得到良好的补偿作用。

  总而言之，在电力系统中谐波对电容器带来的影响会很大，高次的谐波会致使电容器的电流量超标，机器发热，绝缘老化，并且导致的一系列问题会对旁边的电气设备造成破坏。使用有源或者无源滤波器来吸入谐波从而补偿电网中的电流，防止谐波对并联电容器造成的不利影响。

  参考文献：

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