無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理基礎(chǔ)知識(shí)講解課件

無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理

基本原理和方法授課人：王自偉鶴煤集團(tuán)供電處無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理

基本1無(wú)功補(bǔ)償（濾波）1、什么是功率、功率因數(shù)2、提高功率因數(shù)的意義3、無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹砗头椒?、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用5、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的種類(lèi)一無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)功補(bǔ)償（濾波）1、什么是功率、功率因數(shù)2、提高功率因數(shù)的意2無(wú)功補(bǔ)償（濾波）1、諧波的含義2、諧波的產(chǎn)生3、諧波的危害4、諧波治理的必要性5、諧波治理的方法二諧波治理（濾波）無(wú)功補(bǔ)償（濾波）1、諧波的含義2、諧波的產(chǎn)生3、諧波的危害43無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)1、功率、功率因數(shù)在電網(wǎng)中，功率分為有功功率、無(wú)功功率和視在功率。交流電網(wǎng)中，由于有阻抗和電抗（感抗和容抗）的同時(shí)存在，所以電源輸送到電器的電功率并不完全做功。因?yàn)?，其中有一部分電功率（電感和電容所?chǔ)的電能）仍能回輸?shù)诫娋W(wǎng)，因此，凡實(shí)際為電器（電阻性質(zhì)）所吸收的電功率叫有功功率。電感和電容所儲(chǔ)的電能仍能回輸?shù)诫娋W(wǎng)，這部分功率在電源與電抗之間進(jìn)行交換，交換而不消耗，稱(chēng)為無(wú)功功率。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)1、功率、功率因數(shù)4無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)電網(wǎng)電壓為正弦波形，并且電壓和電流同相位時(shí)，電阻性電氣設(shè)備從電網(wǎng)吸收的功率P等于電壓U和電流I的乘積，即：P=U×I電阻性電氣設(shè)備包括白熾燈、電熱器等。電動(dòng)機(jī)和變壓器運(yùn)行時(shí)需要建立磁場(chǎng)，這部分能量不能轉(zhuǎn)化為有功功率，因此稱(chēng)之為無(wú)功率Q。此時(shí)電流滯后電壓一個(gè)角度φ。在選擇變配電設(shè)備時(shí)應(yīng)按視在功率S，即有功功率和無(wú)功功率的幾何和：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)電網(wǎng)電壓為正弦波形，并5無(wú)功功率的傳輸加重電網(wǎng)的負(fù)擔(dān),使電網(wǎng)損耗增加,因此需要對(duì)其進(jìn)行就近和就地補(bǔ)償。并聯(lián)電容器可以補(bǔ)償或平衡電氣設(shè)備的感性無(wú)功功率。當(dāng)容性無(wú)功功率Qc等于感性無(wú)功功率QL時(shí),電網(wǎng)只傳輸有功功率P。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)功功率的傳輸加重電網(wǎng)的負(fù)擔(dān),使電網(wǎng)損耗6無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)在交流電網(wǎng)中，如負(fù)載是純電阻，電壓和電流是同相位，那么電壓和電流的乘積就是有功功率，但在有電感或電容的電路中，電壓和電流有著相位差，所以電壓和電流的乘積并不是負(fù)載電路實(shí)際吸收的電功率，而是表面上的數(shù)值，叫做視在功率，用字母S表示。通常視在功率的單位用千伏安，用字母kVA表示。有功功率與視在功率的比值就是功率因數(shù)，用COSφ表示，它是沒(méi)有單位的。

(%)無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)在交流電網(wǎng)中，如負(fù)載是純7無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)功率因數(shù),有功功率出力在設(shè)備容量中所占的比重。功率三角形QSP節(jié)電：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)功率因數(shù),有功功率出力在8電阻絲、加熱、發(fā)光裝置電動(dòng)機(jī)、變壓器等電容器、電纜等電網(wǎng)基本元件

電阻性質(zhì)的電器

電感性質(zhì)的電器

電容性質(zhì)的電器無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)電阻絲、加熱、發(fā)光裝置電動(dòng)機(jī)、變壓器等電容器、電纜等電網(wǎng)基92、提高功率因數(shù)的意義：在一定的有功功率下，當(dāng)用戶(hù)的cosφ比較小，視在功率比較大，為了滿(mǎn)足用電的需要，供電線(xiàn)路和變壓器的容量需要大，這樣，增加了供電投資、降低設(shè)備利用率，也增加線(xiàn)路網(wǎng)損。負(fù)載的功率因數(shù)過(guò)低，供電設(shè)備的容量不能充分利用，在一定的電壓下向負(fù)載輸送一定的有功功率時(shí)，通過(guò)輸電線(xiàn)路的電流增大，導(dǎo)線(xiàn)電阻的能量損耗和導(dǎo)線(xiàn)阻抗會(huì)造成電壓降。所以，功率因數(shù)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要指標(biāo)。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)2、提高功率因數(shù)的意義：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)10根據(jù)全國(guó)用電規(guī)定，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，用戶(hù)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：高壓用電的工業(yè)用戶(hù)和高壓用電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶(hù)，功率因數(shù)為0.9以上，其它用戶(hù)，100kVA及以上電力用戶(hù)和大中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上；農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.80以上。凡功率因數(shù)達(dá)不到上述規(guī)定的用戶(hù)，供電部門(mén)會(huì)在其用戶(hù)使用電費(fèi)的基礎(chǔ)上，按一定比例對(duì)其進(jìn)行罰款。所以，需要提高用戶(hù)的功率因數(shù)，必須進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)根據(jù)全國(guó)用電規(guī)定，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，用戶(hù)113、無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砗头椒ò丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷，并聯(lián)接在同一電路；當(dāng)容性負(fù)載釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量；而當(dāng)感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量；能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率，可以從容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償，這就是無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)幕?。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)3、無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砗头椒o(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)12無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是感性的，需要容性無(wú)功來(lái)補(bǔ)償感性無(wú)功。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗13將電容并入RL電路之后，電路如圖（a）所示。該電路電流方程為

由圖（b）的向量圖可知，并聯(lián)電容后U與I的相位差變小了，即供電回路的功率因數(shù)提高了。此時(shí)供電電流的相位滯后于電壓，這種情況稱(chēng)為欠補(bǔ)償。若電容C的容量過(guò)大，使得供電電流的相位超前于電壓，這種情況稱(chēng)為過(guò)補(bǔ)償。其向量圖如（c）所示。通常不希望出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r，因?yàn)檫@樣會(huì)：（1）引起變壓器二次側(cè)電壓的升高（2）容性無(wú)功功率在電力線(xiàn)路上傳輸同樣會(huì)增加電能損耗（3）如果供電線(xiàn)路電壓因而升高，還會(huì)增大電容器本身的功率損耗，使溫升增大，影響電容器使用壽命。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)將電容并入RL電路之后，電路如圖（a）所示。該電路電流方程為14系統(tǒng)P+jQ負(fù)載-jQC無(wú)功補(bǔ)償原理圖PL+jQL功率平衡：0.1cos0{:)(cos)(1====-==-+=-+=+-QPPQQPQtgQQQPPQQjPjQjQPjQPLCLCLLCLLCLL時(shí)當(dāng)cos=無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)P+jQ負(fù)載-jQC無(wú)功補(bǔ)償原理圖PL+jQL功率平衡：15

4、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用：補(bǔ)償無(wú)功功率，提高功率因數(shù)增加電網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率降低線(xiàn)路損失和變壓器有功損失減少設(shè)備容量改善電壓質(zhì)量無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)4、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)16

5、無(wú)功補(bǔ)償裝置的種類(lèi)：分組投切型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓調(diào)容型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（SVC）靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)柱上高、低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)5、無(wú)功補(bǔ)償裝置的種類(lèi)：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)17※分組投切型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備：1、組成結(jié)構(gòu)：控制單元、真空接觸器、干式鐵心電抗器、高壓并聯(lián)電容器、放電線(xiàn)圈、避雷器、噴逐式熔斷器、隔離刀閘等。2、工作原理：設(shè)備控制單元根據(jù)變電站PT\CT采集的電壓和電流，經(jīng)過(guò)控制運(yùn)算處理，由微機(jī)控制器發(fā)出投或切的指令，控制真空接觸器的分合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器組的等容或不等容投切。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※分組投切型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)183、產(chǎn)品特點(diǎn)：實(shí)時(shí)跟蹤、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償編碼投切、分級(jí)補(bǔ)償控制方式靈活真空接觸器投切電容器智能監(jiān)控

無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)3、產(chǎn)品特點(diǎn)：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)194、工作原理圖5、安裝方式：戶(hù)內(nèi)柜式戶(hù)外箱變式無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)4、工作原理圖5、安裝方式：無(wú)功補(bǔ)償基20無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※調(diào)壓調(diào)容型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備：★SVQR無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置與傳統(tǒng)的其它補(bǔ)償裝置相比，它不是靠改變電容值C來(lái)補(bǔ)償無(wú)功，而是利用電容器組在無(wú)功補(bǔ)償中輸出的無(wú)功和其端電壓的平方成正比的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)?，即?/p>

雖然在整套裝置中只采用了一組固定容量的電容器組，在補(bǔ)償過(guò)程中，其電容器的電容值也是恒定不變的，但輸出無(wú)功能隨其端電壓的改變而變化。

無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※調(diào)壓調(diào)容型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備：21無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★主要組成結(jié)構(gòu)該裝置主要由斷路器（QF）、有載調(diào)壓器（T）、電容器組（C）、電抗器（L）以及控制裝置組成。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★主要組成結(jié)構(gòu)22無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)由圖可以看出，調(diào)壓器串聯(lián)在斷路器和電容器組之間，其輸入端通過(guò)斷路器與母線(xiàn)相連，輸出端直接接在固定電容器組上。當(dāng)該設(shè)備的控制裝置通過(guò)采集到的各種信息實(shí)時(shí)計(jì)算出電網(wǎng)的無(wú)功缺額之后，根據(jù)設(shè)定的控制策略，將自動(dòng)控制有載調(diào)壓器的輸出電壓，此時(shí)，電容器組兩端的電壓也將同時(shí)發(fā)生變化。雖然電容器組的電容值恒定，但電容器組輸出的無(wú)功功率還是能隨施加的電壓不同而變化。如果調(diào)壓器選用九檔的有載分接開(kāi)關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)9級(jí)或更多級(jí)的精細(xì)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償，滿(mǎn)足變電站或線(xiàn)路的無(wú)功需求。

★工作過(guò)程無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)由圖可以看出，調(diào)壓器串聯(lián)在斷路器和電容器組之23無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)假設(shè)某變電站10kV母線(xiàn)上最大無(wú)功缺額為2000kvar，若采用2000kVA、0~-40%、9檔的調(diào)壓器，再配一組容量2000kvar的電容器組。即可將2000kvar的容量分9級(jí)在36～100%的容量范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償。根據(jù)公式（為最大無(wú)功補(bǔ)償容量，U為調(diào)壓器的輸出電壓），可以計(jì)算，當(dāng)調(diào)壓器輸出不同電壓時(shí)，電容器組輸出的無(wú)功補(bǔ)償容量分別為：舉例說(shuō)明無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)假設(shè)某變電站10kV母線(xiàn)上最大無(wú)功缺額為2024無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（SVC）★工作原理是通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角和導(dǎo)通時(shí)間，以控制流過(guò)電抗器電流的大小和相位，實(shí)現(xiàn)感性無(wú)功的連續(xù)可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)容性無(wú)功的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（SVC）25無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★類(lèi)型晶閘管控制電抗器(TCR)+固定電容器組（FC）晶閘管控制變壓器(TCT)+固定電容器組（FC）磁控電抗器(MCR)+固定電容器組（FC）★應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殡娀t、軋機(jī)、感應(yīng)爐、電力機(jī)車(chē)、提升機(jī)、風(fēng)力發(fā)電等無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★類(lèi)型26無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)★工作原理將電壓源型逆變器，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上。電壓源型逆變器包含直流電容和逆變橋兩個(gè)部分，其中逆變橋由可關(guān)斷的半導(dǎo)體器件IGBT組成。工作中，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變橋中IGBT器件的開(kāi)關(guān)，可以控制直流逆變到交流的電壓的幅值和相位，因此，整個(gè)裝置相當(dāng)于一個(gè)調(diào)相電源。通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)中所需的無(wú)功，可以快速發(fā)出大小相等、相位相反的無(wú)功，實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡，保持系統(tǒng)實(shí)事高高率因數(shù)運(yùn)行。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)27無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★原理圖將系統(tǒng)看作一個(gè)電壓源，SVG可以看作一個(gè)可控電壓源，連接電抗器或者可以等效成一個(gè)線(xiàn)形阻抗元件。

無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★原理圖28無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★SVG的三種運(yùn)行模式

無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★SVG的三種運(yùn)行模式29諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：1、諧波的含義：

供電系統(tǒng)諧波的定義是：對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量稱(chēng)為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1）稱(chēng)為諧波次數(shù)。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：1、諧波的含義：30電力系統(tǒng)中有非線(xiàn)性負(fù)載時(shí)，即使電源都以工頻50HZ供電，當(dāng)工頻電壓或電流作用于非線(xiàn)性負(fù)載時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不同于工頻的其它頻率的正弦電壓或電流，這些不同于工頻頻率的正弦電壓或電流，用富氏級(jí)數(shù)展開(kāi)，就是人們稱(chēng)的電力諧波。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：電力系統(tǒng)中有非線(xiàn)性負(fù)載時(shí)，即使電源都以工頻50HZ供電，當(dāng)312、諧波的產(chǎn)生：在理想的干凈供電系統(tǒng)中，電流和電壓都是正弦波的。在只含線(xiàn)性元件(電阻、電感及電容)的簡(jiǎn)單電路里，流過(guò)的電流與施加的電壓成正比，流過(guò)的電流就是正弦波。在實(shí)際的供電系統(tǒng)中，由于有非線(xiàn)性負(fù)荷的存在，當(dāng)電流流過(guò)與所加電壓不呈線(xiàn)性關(guān)系的負(fù)荷時(shí)，就形成非正弦電流。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：2、諧波的產(chǎn)生：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：32任何周期性波形均可分解為一個(gè)基頻正弦波加上許多諧波頻率的正弦波。諧波頻率是基頻的整倍數(shù)，例如基波頻率為50Hz，二次諧波為100Hz，三次諧波則為150Hz。因此，畸變的電流波形可能有二次諧波、三次諧波……直到第三十次諧波組成。

諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：任何周期性波形均可分解為一個(gè)基頻正弦波加上許多33產(chǎn)生諧波的設(shè)備類(lèi)型所有的非線(xiàn)性負(fù)荷，都能產(chǎn)生諧波電流。產(chǎn)生諧波的設(shè)備類(lèi)型有：開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS)、電子熒光燈鎮(zhèn)流器、調(diào)速傳動(dòng)裝置、不間斷電源(UPS)、磁性鐵芯設(shè)備（變壓器、電機(jī)等）及家用電器（如電視機(jī)）等。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：產(chǎn)生諧波的設(shè)備類(lèi)型諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：34各種整流設(shè)備、交直流換流設(shè)備和電子電壓調(diào)整設(shè)備，電熔煉設(shè)備、電化學(xué)設(shè)備、礦井起重設(shè)備、露天采掘設(shè)備、電氣機(jī)車(chē)等，還有種類(lèi)繁多的照明器具、娛樂(lè)設(shè)施和家用電器等。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：各種整流設(shè)備、交直流換流設(shè)備和電子電壓調(diào)35隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)電力電子設(shè)備，如變頻器等在企業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，但變頻器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流，諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會(huì)使電壓波形也變成非正弦。

諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)電力電子設(shè)備，如36

這樣，連接在同一點(diǎn)的其它設(shè)備上，就會(huì)被施加了含有諧波成分的非正弦電壓，致使一些敏感設(shè)備無(wú)法正常工作。目前，諧波問(wèn)題已經(jīng)受到全世界的廣泛重視，解決諧波問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：這樣，連接在同一點(diǎn)的其它設(shè)備上，就會(huì)被373、諧波的危害：主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：諧波使企業(yè)電網(wǎng)中的設(shè)備產(chǎn)生附加諧波損耗，降低電網(wǎng)、輸電及用電設(shè)備的使用效率，增加電網(wǎng)線(xiàn)損。在三相四線(xiàn)制系統(tǒng)中，零線(xiàn)會(huì)由于流過(guò)大量的3次及其倍數(shù)次諧波電流，造成零線(xiàn)過(guò)熱。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：3、諧波的危害：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：38諧波會(huì)產(chǎn)生額外的熱效應(yīng)從而引起用電設(shè)備發(fā)熱，使絕緣老化，降低設(shè)備的使用壽命。如果電網(wǎng)中裝有補(bǔ)償電容器，諧波容易使電網(wǎng)與補(bǔ)償電容器之間發(fā)生并聯(lián)諧振或是串聯(lián)諧振，使諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，造成過(guò)電流，引起電容器和與之相連的電抗器、電阻器的損壞。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波會(huì)產(chǎn)生額外的熱效應(yīng)從而引起用電設(shè)備發(fā)熱，使絕緣老化，降低39諧波會(huì)引起企業(yè)中一些敏感的自動(dòng)化設(shè)備誤動(dòng)作，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。諧波會(huì)對(duì)附近系統(tǒng)的信號(hào)傳輸產(chǎn)生干擾，輕者引入噪聲，重者導(dǎo)致信號(hào)丟失，使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波會(huì)引起企業(yè)中一些敏感的自動(dòng)化設(shè)備誤動(dòng)作，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致電氣40諧波電流對(duì)電氣設(shè)備的危害1）諧波對(duì)供電變壓器的影響諧波對(duì)供電變壓器的影響主要是產(chǎn)生附加損耗，溫升增加，出力下降，影響絕緣壽命。2）諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要影響是產(chǎn)生附加損耗，其次產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，噪聲和諧波過(guò)電壓。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波電流對(duì)電氣設(shè)備的危害諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：413）諧波對(duì)電纜及并聯(lián)電容器的影響，當(dāng)產(chǎn)生諧波放大時(shí)，并聯(lián)電容器，將因過(guò)電流及過(guò)電壓而損壞，嚴(yán)重時(shí)將危及整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。4）諧波對(duì)變流裝置的影響交流電壓畸變可能引起不可逆變流設(shè)備控制角的時(shí)間間隔不等，并通過(guò)正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使變流器工作不穩(wěn)定，而對(duì)逆變器則可能發(fā)生換流失敗而無(wú)法工作，甚至損壞變流設(shè)備。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：3）諧波對(duì)電纜及并聯(lián)電容器的影響，當(dāng)產(chǎn)生諧波放大時(shí)，并聯(lián)電容425）諧波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，使電度計(jì)量產(chǎn)生誤差。6）諧波對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)等也將產(chǎn)生不良影響。由以上分析可以看出，變流設(shè)備產(chǎn)生的大量諧波電流和無(wú)功沖擊會(huì)對(duì)用戶(hù)本身及電網(wǎng)用電設(shè)備造成較嚴(yán)重的電壓波動(dòng)和諧波污染。這不僅帶來(lái)運(yùn)行隱患，威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還會(huì)給其他電氣設(shè)備的運(yùn)行帶來(lái)不利影響。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：5）諧波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，使電度計(jì)量產(chǎn)生誤差。諧波治理（濾波）434、諧波治理的必要性：以上危害，在有些企業(yè)中表現(xiàn)的比較突出，而在一些企業(yè)中表現(xiàn)的不是很明顯，然而諧波危害的隱患依然存在。特別是在一些自動(dòng)化程度較高的行業(yè)，如果諧波含量超標(biāo)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性造成極大的威脅，一旦表現(xiàn)出來(lái)，必然造成巨大的損失。因此，進(jìn)行諧波治理，非常重要。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：4、諧波治理的必要性：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：44

首先，它可以提高企業(yè)設(shè)備的供電質(zhì)量，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少因設(shè)備誤動(dòng)作而造成的經(jīng)濟(jì)損失；其次，可以減少諧波電流在輸配電線(xiàn)路上產(chǎn)生的損耗，同時(shí)降低用電設(shè)備發(fā)熱，減少絕緣老化，從而提高設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用；

諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：首先，它可以提高企業(yè)設(shè)備的供電質(zhì)量，45第三，諧波治理能夠減少電網(wǎng)中補(bǔ)償電容器的諧振機(jī)率，同時(shí)，減少諧波對(duì)系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，增加系統(tǒng)的可靠性；第四，可以減少諧波對(duì)公共電網(wǎng)的污染。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：第三，諧波治理能夠減少電網(wǎng)中補(bǔ)償電容器的諧465、諧波治理方法：（1）無(wú)源濾波器濾波：采用電力濾波裝置，就近吸收諧波源所產(chǎn)生的諧波電流，是抑制諧波污染的有效措施。由電力電容器、電抗器和電阻器，適當(dāng)組合而組成的無(wú)源濾波裝置，進(jìn)行濾波，這種方法稱(chēng)為無(wú)源濾波。工作原理如下圖所示：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：5、諧波治理方法：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：47諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：48無(wú)源濾波器對(duì)某一頻率的諧波呈低阻抗，與電網(wǎng)阻抗形成分流的關(guān)系，使大部分該頻率的諧波流入濾波器。由于無(wú)源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此無(wú)源濾波器是目前廣泛采用的抑制諧波及無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄巍ＶC波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：無(wú)源濾波器對(duì)某一頻率的諧波呈低阻抗，與49

由于無(wú)源濾波器是通過(guò)在系統(tǒng)中，為諧波提供一條并聯(lián)低阻抗的通道，以起到濾波作用，其濾波特性，是由系統(tǒng)和濾波器的阻抗比所決定的，因而存在以下缺點(diǎn)：濾波特性受系統(tǒng)參數(shù)的影響較大；

諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：由于無(wú)源濾波器是通過(guò)在系統(tǒng)中，為諧50只能消除特定的幾次諧波，而對(duì)某些次諧波會(huì)產(chǎn)生放大作用；濾波的要求和同時(shí)需要的無(wú)功補(bǔ)償、調(diào)壓要求，有時(shí)難以協(xié)調(diào)；諧波電流增大時(shí)，濾波器負(fù)擔(dān)隨之加重，可能造成濾波器過(guò)載；有效材料消耗多，體積大。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：只能消除特定的幾次諧波，而對(duì)某些次諧波會(huì)產(chǎn)生放大作用；諧波治51（2）有源濾波器濾波：

由于無(wú)源濾波器具有以上缺點(diǎn)，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器。與無(wú)源濾波器相比，有源電力濾波器具有高度可控性和快速響應(yīng)性，不僅能補(bǔ)償各次諧波，還可抑制閃變、補(bǔ)償無(wú)功，有一機(jī)多功能的特點(diǎn)，其具體特點(diǎn)如下：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：（2）有源濾波器濾波：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：52濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn)；具有自適應(yīng)功能，可自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波。盡管有源電力濾波器有著無(wú)源濾波器所不具備的巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但目前要想在電力系統(tǒng)中完全取代無(wú)源濾波器還不太現(xiàn)實(shí)。這是因?yàn)榕c無(wú)源濾波器相比較，有源電力濾波器的成本較高、可靠性比較低，這一點(diǎn)是限制其推廣使用的關(guān)鍵。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn)；53有源電力濾波器工作原理如下圖所示：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：有源電力濾波器工作原理如下圖所示：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：54

通過(guò)檢測(cè)被補(bǔ)償對(duì)象的電流瞬時(shí)值，經(jīng)指令電流運(yùn)算電路得出諧波補(bǔ)償電流的指令信號(hào)，控制變流器產(chǎn)生所需要的補(bǔ)償電流。補(bǔ)償電流與負(fù)載電流中要補(bǔ)償?shù)闹C波成份及無(wú)功電流相抵消，最終獲得期望的電源電流。

其補(bǔ)償諧波的等效電路圖如下圖所示：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：通過(guò)檢測(cè)被補(bǔ)償對(duì)象的電流瞬時(shí)值，經(jīng)指令電55諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：56從圖中可以得到，電網(wǎng)側(cè)的諧波電流可以寫(xiě)為：

只要控制有源電力濾波器的輸出電流，使其滿(mǎn)足，即可使電網(wǎng)側(cè)的諧波電流。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：從圖中可以得到，電網(wǎng)側(cè)的諧波電流可以寫(xiě)為：諧57（3）混合有源濾波器濾波：

將有源濾波和無(wú)源濾波裝置組合在一起，形成混合有源濾波器濾波。或者，對(duì)諧波源，一部分采用無(wú)源濾波裝置濾波，一部分采用無(wú)源濾波裝置濾波?；旌嫌性礊V波器工作原理如下圖所示：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：（3）混合有源濾波器濾波：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：58諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：59ThankYou!ThankYou!60樹(shù)立質(zhì)量法制觀(guān)念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-22Monday,December19,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。01:57:4501:57:4501:5712/19/20221:57:45AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2201:57:4501:57Dec-2219-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。01:57:4501:57:4501:57Monday,December19,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2201:57:4501:57:45December19,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月19日1:57上午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開(kāi)拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹(shù)立形象。19十二月20221:57:45上午01:57:4512月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月221:57上午12月-2201:57December19,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/191:57:4501:57:4519December2022好的事情馬上就會(huì)到來(lái)，一切都是最好的安排。1:57:45上午1:57上午01:57:4512月-22專(zhuān)注今天，好好努力，剩下的交給時(shí)間。12月-2212月-2201:5701:57:4501:57:45Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/12/191:57:45Monday,December19,2022相信相信得力量。12月-222022/12/191:57:4512月-22謝謝大家！樹(shù)立質(zhì)量法制觀(guān)念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-2261無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理

基本原理和方法授課人：王自偉鶴煤集團(tuán)供電處無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理

基本62無(wú)功補(bǔ)償（濾波）1、什么是功率、功率因數(shù)2、提高功率因數(shù)的意義3、無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹砗头椒?、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用5、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的種類(lèi)一無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)功補(bǔ)償（濾波）1、什么是功率、功率因數(shù)2、提高功率因數(shù)的意63無(wú)功補(bǔ)償（濾波）1、諧波的含義2、諧波的產(chǎn)生3、諧波的危害4、諧波治理的必要性5、諧波治理的方法二諧波治理（濾波）無(wú)功補(bǔ)償（濾波）1、諧波的含義2、諧波的產(chǎn)生3、諧波的危害464無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)1、功率、功率因數(shù)在電網(wǎng)中，功率分為有功功率、無(wú)功功率和視在功率。交流電網(wǎng)中，由于有阻抗和電抗（感抗和容抗）的同時(shí)存在，所以電源輸送到電器的電功率并不完全做功。因?yàn)椋渲杏幸徊糠蛛姽β剩姼泻碗娙菟鶅?chǔ)的電能）仍能回輸?shù)诫娋W(wǎng)，因此，凡實(shí)際為電器（電阻性質(zhì)）所吸收的電功率叫有功功率。電感和電容所儲(chǔ)的電能仍能回輸?shù)诫娋W(wǎng)，這部分功率在電源與電抗之間進(jìn)行交換，交換而不消耗，稱(chēng)為無(wú)功功率。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)1、功率、功率因數(shù)65無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)電網(wǎng)電壓為正弦波形，并且電壓和電流同相位時(shí)，電阻性電氣設(shè)備從電網(wǎng)吸收的功率P等于電壓U和電流I的乘積，即：P=U×I電阻性電氣設(shè)備包括白熾燈、電熱器等。電動(dòng)機(jī)和變壓器運(yùn)行時(shí)需要建立磁場(chǎng)，這部分能量不能轉(zhuǎn)化為有功功率，因此稱(chēng)之為無(wú)功率Q。此時(shí)電流滯后電壓一個(gè)角度φ。在選擇變配電設(shè)備時(shí)應(yīng)按視在功率S，即有功功率和無(wú)功功率的幾何和：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)電網(wǎng)電壓為正弦波形，并66無(wú)功功率的傳輸加重電網(wǎng)的負(fù)擔(dān),使電網(wǎng)損耗增加,因此需要對(duì)其進(jìn)行就近和就地補(bǔ)償。并聯(lián)電容器可以補(bǔ)償或平衡電氣設(shè)備的感性無(wú)功功率。當(dāng)容性無(wú)功功率Qc等于感性無(wú)功功率QL時(shí),電網(wǎng)只傳輸有功功率P。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)功功率的傳輸加重電網(wǎng)的負(fù)擔(dān),使電網(wǎng)損耗67無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)在交流電網(wǎng)中，如負(fù)載是純電阻，電壓和電流是同相位，那么電壓和電流的乘積就是有功功率，但在有電感或電容的電路中，電壓和電流有著相位差，所以電壓和電流的乘積并不是負(fù)載電路實(shí)際吸收的電功率，而是表面上的數(shù)值，叫做視在功率，用字母S表示。通常視在功率的單位用千伏安，用字母kVA表示。有功功率與視在功率的比值就是功率因數(shù)，用COSφ表示，它是沒(méi)有單位的。

(%)無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)在交流電網(wǎng)中，如負(fù)載是純68無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)功率因數(shù),有功功率出力在設(shè)備容量中所占的比重。功率三角形QSP節(jié)電：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)功率因數(shù),有功功率出力在69電阻絲、加熱、發(fā)光裝置電動(dòng)機(jī)、變壓器等電容器、電纜等電網(wǎng)基本元件

電阻性質(zhì)的電器

電感性質(zhì)的電器

電容性質(zhì)的電器無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)電阻絲、加熱、發(fā)光裝置電動(dòng)機(jī)、變壓器等電容器、電纜等電網(wǎng)基702、提高功率因數(shù)的意義：在一定的有功功率下，當(dāng)用戶(hù)的cosφ比較小，視在功率比較大，為了滿(mǎn)足用電的需要，供電線(xiàn)路和變壓器的容量需要大，這樣，增加了供電投資、降低設(shè)備利用率，也增加線(xiàn)路網(wǎng)損。負(fù)載的功率因數(shù)過(guò)低，供電設(shè)備的容量不能充分利用，在一定的電壓下向負(fù)載輸送一定的有功功率時(shí)，通過(guò)輸電線(xiàn)路的電流增大，導(dǎo)線(xiàn)電阻的能量損耗和導(dǎo)線(xiàn)阻抗會(huì)造成電壓降。所以，功率因數(shù)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要指標(biāo)。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)2、提高功率因數(shù)的意義：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)71根據(jù)全國(guó)用電規(guī)定，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，用戶(hù)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：高壓用電的工業(yè)用戶(hù)和高壓用電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶(hù)，功率因數(shù)為0.9以上，其它用戶(hù)，100kVA及以上電力用戶(hù)和大中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上；農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.80以上。凡功率因數(shù)達(dá)不到上述規(guī)定的用戶(hù)，供電部門(mén)會(huì)在其用戶(hù)使用電費(fèi)的基礎(chǔ)上，按一定比例對(duì)其進(jìn)行罰款。所以，需要提高用戶(hù)的功率因數(shù)，必須進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)根據(jù)全國(guó)用電規(guī)定，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，用戶(hù)723、無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砗头椒ò丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷，并聯(lián)接在同一電路；當(dāng)容性負(fù)載釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量；而當(dāng)感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量；能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率，可以從容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償，這就是無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)幕?。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)3、無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砗头椒o(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)73無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是感性的，需要容性無(wú)功來(lái)補(bǔ)償感性無(wú)功。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗74將電容并入RL電路之后，電路如圖（a）所示。該電路電流方程為

由圖（b）的向量圖可知，并聯(lián)電容后U與I的相位差變小了，即供電回路的功率因數(shù)提高了。此時(shí)供電電流的相位滯后于電壓，這種情況稱(chēng)為欠補(bǔ)償。若電容C的容量過(guò)大，使得供電電流的相位超前于電壓，這種情況稱(chēng)為過(guò)補(bǔ)償。其向量圖如（c）所示。通常不希望出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r，因?yàn)檫@樣會(huì)：（1）引起變壓器二次側(cè)電壓的升高（2）容性無(wú)功功率在電力線(xiàn)路上傳輸同樣會(huì)增加電能損耗（3）如果供電線(xiàn)路電壓因而升高，還會(huì)增大電容器本身的功率損耗，使溫升增大，影響電容器使用壽命。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)將電容并入RL電路之后，電路如圖（a）所示。該電路電流方程為75系統(tǒng)P+jQ負(fù)載-jQC無(wú)功補(bǔ)償原理圖PL+jQL功率平衡：0.1cos0{:)(cos)(1====-==-+=-+=+-QPPQQPQtgQQQPPQQjPjQjQPjQPLCLCLLCLLCLL時(shí)當(dāng)cos=無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)P+jQ負(fù)載-jQC無(wú)功補(bǔ)償原理圖PL+jQL功率平衡：76

4、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用：補(bǔ)償無(wú)功功率，提高功率因數(shù)增加電網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率降低線(xiàn)路損失和變壓器有功損失減少設(shè)備容量改善電壓質(zhì)量無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)4、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)77

5、無(wú)功補(bǔ)償裝置的種類(lèi)：分組投切型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓調(diào)容型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（SVC）靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)柱上高、低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)5、無(wú)功補(bǔ)償裝置的種類(lèi)：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)78※分組投切型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備：1、組成結(jié)構(gòu)：控制單元、真空接觸器、干式鐵心電抗器、高壓并聯(lián)電容器、放電線(xiàn)圈、避雷器、噴逐式熔斷器、隔離刀閘等。2、工作原理：設(shè)備控制單元根據(jù)變電站PT\CT采集的電壓和電流，經(jīng)過(guò)控制運(yùn)算處理，由微機(jī)控制器發(fā)出投或切的指令，控制真空接觸器的分合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器組的等容或不等容投切。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※分組投切型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)793、產(chǎn)品特點(diǎn)：實(shí)時(shí)跟蹤、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償編碼投切、分級(jí)補(bǔ)償控制方式靈活真空接觸器投切電容器智能監(jiān)控

無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)3、產(chǎn)品特點(diǎn)：無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)804、工作原理圖5、安裝方式：戶(hù)內(nèi)柜式戶(hù)外箱變式無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)4、工作原理圖5、安裝方式：無(wú)功補(bǔ)償基81無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※調(diào)壓調(diào)容型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備：★SVQR無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置與傳統(tǒng)的其它補(bǔ)償裝置相比，它不是靠改變電容值C來(lái)補(bǔ)償無(wú)功，而是利用電容器組在無(wú)功補(bǔ)償中輸出的無(wú)功和其端電壓的平方成正比的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)?，即?/p>

雖然在整套裝置中只采用了一組固定容量的電容器組，在補(bǔ)償過(guò)程中，其電容器的電容值也是恒定不變的，但輸出無(wú)功能隨其端電壓的改變而變化。

無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※調(diào)壓調(diào)容型變電站無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備：82無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★主要組成結(jié)構(gòu)該裝置主要由斷路器（QF）、有載調(diào)壓器（T）、電容器組（C）、電抗器（L）以及控制裝置組成。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★主要組成結(jié)構(gòu)83無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)由圖可以看出，調(diào)壓器串聯(lián)在斷路器和電容器組之間，其輸入端通過(guò)斷路器與母線(xiàn)相連，輸出端直接接在固定電容器組上。當(dāng)該設(shè)備的控制裝置通過(guò)采集到的各種信息實(shí)時(shí)計(jì)算出電網(wǎng)的無(wú)功缺額之后，根據(jù)設(shè)定的控制策略，將自動(dòng)控制有載調(diào)壓器的輸出電壓，此時(shí)，電容器組兩端的電壓也將同時(shí)發(fā)生變化。雖然電容器組的電容值恒定，但電容器組輸出的無(wú)功功率還是能隨施加的電壓不同而變化。如果調(diào)壓器選用九檔的有載分接開(kāi)關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)9級(jí)或更多級(jí)的精細(xì)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償，滿(mǎn)足變電站或線(xiàn)路的無(wú)功需求。

★工作過(guò)程無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)由圖可以看出，調(diào)壓器串聯(lián)在斷路器和電容器組之84無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)假設(shè)某變電站10kV母線(xiàn)上最大無(wú)功缺額為2000kvar，若采用2000kVA、0~-40%、9檔的調(diào)壓器，再配一組容量2000kvar的電容器組。即可將2000kvar的容量分9級(jí)在36～100%的容量范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償。根據(jù)公式（為最大無(wú)功補(bǔ)償容量，U為調(diào)壓器的輸出電壓），可以計(jì)算，當(dāng)調(diào)壓器輸出不同電壓時(shí)，電容器組輸出的無(wú)功補(bǔ)償容量分別為：舉例說(shuō)明無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)假設(shè)某變電站10kV母線(xiàn)上最大無(wú)功缺額為2085無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（SVC）★工作原理是通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角和導(dǎo)通時(shí)間，以控制流過(guò)電抗器電流的大小和相位，實(shí)現(xiàn)感性無(wú)功的連續(xù)可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)容性無(wú)功的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（SVC）86無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★類(lèi)型晶閘管控制電抗器(TCR)+固定電容器組（FC）晶閘管控制變壓器(TCT)+固定電容器組（FC）磁控電抗器(MCR)+固定電容器組（FC）★應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殡娀t、軋機(jī)、感應(yīng)爐、電力機(jī)車(chē)、提升機(jī)、風(fēng)力發(fā)電等無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★類(lèi)型87無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)★工作原理將電壓源型逆變器，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上。電壓源型逆變器包含直流電容和逆變橋兩個(gè)部分，其中逆變橋由可關(guān)斷的半導(dǎo)體器件IGBT組成。工作中，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變橋中IGBT器件的開(kāi)關(guān)，可以控制直流逆變到交流的電壓的幅值和相位，因此，整個(gè)裝置相當(dāng)于一個(gè)調(diào)相電源。通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)中所需的無(wú)功，可以快速發(fā)出大小相等、相位相反的無(wú)功，實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡，保持系統(tǒng)實(shí)事高高率因數(shù)運(yùn)行。無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)※靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)88無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★原理圖將系統(tǒng)看作一個(gè)電壓源，SVG可以看作一個(gè)可控電壓源，連接電抗器或者可以等效成一個(gè)線(xiàn)形阻抗元件。

無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★原理圖89無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★SVG的三種運(yùn)行模式

無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)★SVG的三種運(yùn)行模式90諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：1、諧波的含義：

供電系統(tǒng)諧波的定義是：對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量稱(chēng)為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1）稱(chēng)為諧波次數(shù)。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：1、諧波的含義：91電力系統(tǒng)中有非線(xiàn)性負(fù)載時(shí)，即使電源都以工頻50HZ供電，當(dāng)工頻電壓或電流作用于非線(xiàn)性負(fù)載時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不同于工頻的其它頻率的正弦電壓或電流，這些不同于工頻頻率的正弦電壓或電流，用富氏級(jí)數(shù)展開(kāi)，就是人們稱(chēng)的電力諧波。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：電力系統(tǒng)中有非線(xiàn)性負(fù)載時(shí)，即使電源都以工頻50HZ供電，當(dāng)922、諧波的產(chǎn)生：在理想的干凈供電系統(tǒng)中，電流和電壓都是正弦波的。在只含線(xiàn)性元件(電阻、電感及電容)的簡(jiǎn)單電路里，流過(guò)的電流與施加的電壓成正比，流過(guò)的電流就是正弦波。在實(shí)際的供電系統(tǒng)中，由于有非線(xiàn)性負(fù)荷的存在，當(dāng)電流流過(guò)與所加電壓不呈線(xiàn)性關(guān)系的負(fù)荷時(shí)，就形成非正弦電流。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：2、諧波的產(chǎn)生：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：93任何周期性波形均可分解為一個(gè)基頻正弦波加上許多諧波頻率的正弦波。諧波頻率是基頻的整倍數(shù)，例如基波頻率為50Hz，二次諧波為100Hz，三次諧波則為150Hz。因此，畸變的電流波形可能有二次諧波、三次諧波……直到第三十次諧波組成。

諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：任何周期性波形均可分解為一個(gè)基頻正弦波加上許多94產(chǎn)生諧波的設(shè)備類(lèi)型所有的非線(xiàn)性負(fù)荷，都能產(chǎn)生諧波電流。產(chǎn)生諧波的設(shè)備類(lèi)型有：開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS)、電子熒光燈鎮(zhèn)流器、調(diào)速傳動(dòng)裝置、不間斷電源(UPS)、磁性鐵芯設(shè)備（變壓器、電機(jī)等）及家用電器（如電視機(jī)）等。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：產(chǎn)生諧波的設(shè)備類(lèi)型諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：95各種整流設(shè)備、交直流換流設(shè)備和電子電壓調(diào)整設(shè)備，電熔煉設(shè)備、電化學(xué)設(shè)備、礦井起重設(shè)備、露天采掘設(shè)備、電氣機(jī)車(chē)等，還有種類(lèi)繁多的照明器具、娛樂(lè)設(shè)施和家用電器等。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：各種整流設(shè)備、交直流換流設(shè)備和電子電壓調(diào)96隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)電力電子設(shè)備，如變頻器等在企業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，但變頻器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流，諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會(huì)使電壓波形也變成非正弦。

諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)電力電子設(shè)備，如97

這樣，連接在同一點(diǎn)的其它設(shè)備上，就會(huì)被施加了含有諧波成分的非正弦電壓，致使一些敏感設(shè)備無(wú)法正常工作。目前，諧波問(wèn)題已經(jīng)受到全世界的廣泛重視，解決諧波問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：這樣，連接在同一點(diǎn)的其它設(shè)備上，就會(huì)被983、諧波的危害：主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：諧波使企業(yè)電網(wǎng)中的設(shè)備產(chǎn)生附加諧波損耗，降低電網(wǎng)、輸電及用電設(shè)備的使用效率，增加電網(wǎng)線(xiàn)損。在三相四線(xiàn)制系統(tǒng)中，零線(xiàn)會(huì)由于流過(guò)大量的3次及其倍數(shù)次諧波電流，造成零線(xiàn)過(guò)熱。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：3、諧波的危害：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：99諧波會(huì)產(chǎn)生額外的熱效應(yīng)從而引起用電設(shè)備發(fā)熱，使絕緣老化，降低設(shè)備的使用壽命。如果電網(wǎng)中裝有補(bǔ)償電容器，諧波容易使電網(wǎng)與補(bǔ)償電容器之間發(fā)生并聯(lián)諧振或是串聯(lián)諧振，使諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，造成過(guò)電流，引起電容器和與之相連的電抗器、電阻器的損壞。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波會(huì)產(chǎn)生額外的熱效應(yīng)從而引起用電設(shè)備發(fā)熱，使絕緣老化，降低100諧波會(huì)引起企業(yè)中一些敏感的自動(dòng)化設(shè)備誤動(dòng)作，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。諧波會(huì)對(duì)附近系統(tǒng)的信號(hào)傳輸產(chǎn)生干擾，輕者引入噪聲，重者導(dǎo)致信號(hào)丟失，使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波會(huì)引起企業(yè)中一些敏感的自動(dòng)化設(shè)備誤動(dòng)作，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致電氣101諧波電流對(duì)電氣設(shè)備的危害1）諧波對(duì)供電變壓器的影響諧波對(duì)供電變壓器的影響主要是產(chǎn)生附加損耗，溫升增加，出力下降，影響絕緣壽命。2）諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要影響是產(chǎn)生附加損耗，其次產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，噪聲和諧波過(guò)電壓。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波電流對(duì)電氣設(shè)備的危害諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：1023）諧波對(duì)電纜及并聯(lián)電容器的影響，當(dāng)產(chǎn)生諧波放大時(shí)，并聯(lián)電容器，將因過(guò)電流及過(guò)電壓而損壞，嚴(yán)重時(shí)將危及整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。4）諧波對(duì)變流裝置的影響交流電壓畸變可能引起不可逆變流設(shè)備控制角的時(shí)間間隔不等，并通過(guò)正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使變流器工作不穩(wěn)定，而對(duì)逆變器則可能發(fā)生換流失敗而無(wú)法工作，甚至損壞變流設(shè)備。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：3）諧波對(duì)電纜及并聯(lián)電容器的影響，當(dāng)產(chǎn)生諧波放大時(shí)，并聯(lián)電容1035）諧波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，使電度計(jì)量產(chǎn)生誤差。6）諧波對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)等也將產(chǎn)生不良影響。由以上分析可以看出，變流設(shè)備產(chǎn)生的大量諧波電流和無(wú)功沖擊會(huì)對(duì)用戶(hù)本身及電網(wǎng)用電設(shè)備造成較嚴(yán)重的電壓波動(dòng)和諧波污染。這不僅帶來(lái)運(yùn)行隱患，威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還會(huì)給其他電氣設(shè)備的運(yùn)行帶來(lái)不利影響。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：5）諧波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，使電度計(jì)量產(chǎn)生誤差。諧波治理（濾波）1044、諧波治理的必要性：以上危害，在有些企業(yè)中表現(xiàn)的比較突出，而在一些企業(yè)中表現(xiàn)的不是很明顯，然而諧波危害的隱患依然存在。特別是在一些自動(dòng)化程度較高的行業(yè)，如果諧波含量超標(biāo)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性造成極大的威脅，一旦表現(xiàn)出來(lái)，必然造成巨大的損失。因此，進(jìn)行諧波治理，非常重要。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：4、諧波治理的必要性：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：105

首先，它可以提高企業(yè)設(shè)備的供電質(zhì)量，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少因設(shè)備誤動(dòng)作而造成的經(jīng)濟(jì)損失；其次，可以減少諧波電流在輸配電線(xiàn)路上產(chǎn)生的損耗，同時(shí)降低用電設(shè)備發(fā)熱，減少絕緣老化，從而提高設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用；

諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：首先，它可以提高企業(yè)設(shè)備的供電質(zhì)量，106第三，諧波治理能夠減少電網(wǎng)中補(bǔ)償電容器的諧振機(jī)率，同時(shí)，減少諧波對(duì)系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，增加系統(tǒng)的可靠性；第四，可以減少諧波對(duì)公共電網(wǎng)的污染。諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：第三，諧波治理能夠減少電網(wǎng)中補(bǔ)償電容器的諧1075、諧波治理方法：（1）無(wú)源濾波器濾波：采用電力濾波裝置，就近吸收諧波源所產(chǎn)生的諧波電流，是抑制諧波污染的有效措施。由電力電容器、電抗器和電阻器，適當(dāng)組合而組成的無(wú)源濾波裝置，進(jìn)行濾波，這種方法稱(chēng)為無(wú)源濾波。工作原理如下圖所示：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：5、諧波治理方法：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：108諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：諧波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：109無(wú)源濾波器對(duì)某一頻率的諧波呈低阻抗，與電網(wǎng)阻抗形成分流的關(guān)系，使大部分該頻率的諧波流入濾波器。由于無(wú)源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此無(wú)源濾波器是目前廣泛采用的抑制諧波及無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄巍ＶC波治理（濾波）基礎(chǔ)知識(shí)：無(wú)源濾波器對(duì)某一頻率的諧波呈低阻抗，與110

由于無(wú)源濾波器是通過(guò)在系統(tǒng)中，為諧波提供一條并聯(lián)低阻抗的通道，以起到濾波作用