電谷器組諧波諧振及諧波放大的研究褚宏旭賈敏娟21.兩錦供電公司，遼寧錦州1210012.丹東鐵路中學(xué)，遼寧丹東8，摘，要在電力，丁統(tǒng)中迅行著大量的并聯(lián)電容器組。由于電容器組的阻抗呈現(xiàn)容性。它與電力統(tǒng)的諧冢易產(chǎn)生相互影響，發(fā)生諧波的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振和電容器對諧波電流的諧波放大反成電容器和電氣設(shè)備的損壞，目此研究和分析諧波蒺容器的危害，認(rèn)識電容器對諧波電流有重要意義。
當(dāng)個諧波源在諧波頻率下，激勵個感抗與容抗大小近似相等的電路，則該電路就會發(fā)生諧波諧振。電容器的諧波容抗和系統(tǒng)諧波感抗的配合，將造成注入諧波的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振及諧波的成倍放大，使并聯(lián)電容補償裝置中的電容器和串聯(lián)電抗器產(chǎn)生諧波過電流過電壓和過負(fù)荷，致使電容器異常發(fā)熱，并使電容器的局部放電性能下降。加速絕緣介質(zhì)的老化，經(jīng)過段時間的積累，促使電容器和串聯(lián)電抗器的損壞。同時使系統(tǒng)諧波水甲升高，彤響電，的安全經(jīng)濟(jì)運行。
1電容器組的諧波諧振在電力系統(tǒng)中，安裝并聯(lián)電容器組是為了改善功率因數(shù)，補償無功功率，提高電壓水平。對于工頻，系統(tǒng)的感抗般比容抗小得多，因而不會發(fā)生諧振，但當(dāng)系統(tǒng)中含有諧波分量時，系統(tǒng)阻抗發(fā)生變化，在定的參數(shù)配合下。就可能發(fā)生諧振。
1.1電容器組的諧波并聯(lián)諧振3諧波源電流注入變電所母線時。在某諧波頻率下，就可能發(fā)生并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振原理，1.
系統(tǒng)等值電荇變電所補挖電容變電所出線電容和系統(tǒng)等值并聯(lián)電容之和，為諧波電流注入點母線電壓。
并聯(lián)諧振是系統(tǒng)與并聯(lián)電容器組產(chǎn)生的諧振，其諧振頻率取決系統(tǒng)電抗以及屯吞器俎的參數(shù)，打。，=12叫其扔振嚷1叫，=1邱，入，=諮波支路電流分，為=角頻率，5.，為系統(tǒng)短路容量，5為等值電容的容量為變電所母線額定電壓，為1次諧波頻率，叫為次諧波角頻率，系統(tǒng)幻等值電路是諧波電壓諧振，并聯(lián)諧振引起的過電壓和過電流引起過負(fù)荷，將，大損耗，損壞設(shè)備，它的危害是很大的。其特點是諧振時，等效阻抗對諧波呈現(xiàn)極大的阻抗，公共連接點的諧波電壓大幅度增大，會使3次7次或次的諧波電壓嚴(yán)重放大，諧波電壓超標(biāo)，電容器組支路的諧波電流大幅度增加，在3次背景諧波很小的情況下，也可以引發(fā)諧振。
1.2電容器組的諧波串聯(lián)諧振當(dāng)變電所靠近大的諧波源時，將可能發(fā)生串聯(lián)諧振，其原理2.
2.2諧波放大的抑制串聯(lián)電抗器是抑制諧波放大的有效措施，應(yīng)根據(jù)實際存在的諧波次數(shù)進(jìn)行選擇，用以調(diào)節(jié)電路的參數(shù)。36為供電系統(tǒng)帶串聯(lián)電抗器的并聯(lián)電容器組和諧波源的等效電路。
77.可串入電抗器時，振波次數(shù)=且串聯(lián)電抗愈大，其諧振波次數(shù)愈低。由此可，串聯(lián)電抗器可以降低諧波次數(shù)，減小各次諧波電流的放大作用，從而可以提高電網(wǎng)運行的可靠性。
當(dāng)次諧波諧振時，即有叫又=毛，因而為了避免次及以上諧波諧振，應(yīng)使諧振頻率次數(shù)小于即電力系統(tǒng)中諧波電流般以5次7次較大，次13次次之，3次并不嚴(yán)重。在實際電網(wǎng)中，為避免5次及以上諧波運行時，系統(tǒng)3次諧波電流不大，并不會感到3次諧波問的嚴(yán)重性。特別在纟7系統(tǒng)般采用角形接線，有人認(rèn)為3次諧波屬于零序，不會進(jìn)入107系統(tǒng)。這是完全錯誤的。因為只有完全對稱的3次諧波相位和幅值均對稱廠才不會進(jìn)入101系統(tǒng)，而實際的諧波源是不對稱的，因此在所有的系統(tǒng)中3次諧波不但存在，而且在電網(wǎng)設(shè)備操作時，3次諧波電流還比較大，且不對稱程度也較大，此時很容易發(fā)生系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動裝置誤動作，或者設(shè)備損壞事故。因此，在3次諧波電流較大的場合，應(yīng)裝組或組串12電抗器的電容器組。
另外，當(dāng)并聯(lián)電容器回路串聯(lián)4的電抗器后，3次諧波電流將被放大。采用串聯(lián)6電抗器對減小電容器5次諧波負(fù)荷效果顯著，但67電抗器使3次諧波電流處于諧振狀態(tài)，對3次諧波嚴(yán)重放大，不僅使注入系統(tǒng)的3次諧波增加，還加重了電容器的負(fù)擔(dān)，即不利于改善系統(tǒng)諧波，也不利，系統(tǒng)等值電路進(jìn)入電力系統(tǒng)和進(jìn)入電容器的諧波電流的分配，將因諧波次數(shù)的不同而不同，可能出現(xiàn)。此時稱為系統(tǒng)諧波電流放大，或稱諧波電流放大；也可能出現(xiàn)51.此時稱為電電容器組安全運行。綜上所述，采用5和12電抗器組合形式設(shè)計電容器組是科學(xué)經(jīng)濟(jì)合理的。
3諧波對電容補償裝置的危害并聯(lián)電容補償裝置連接于系統(tǒng)，其基波電流電壓無功決定于系統(tǒng)的電壓基波廠設(shè)當(dāng)系統(tǒng)電壓為額定值時，其基波電流電壓無功等均為額定值聯(lián)電抗器廠當(dāng)，波注入時，便造成電容器的諧波過電流過電壓和過負(fù)荷，引發(fā)電容器局部發(fā)電強度增大絕緣老化溫度升高而過熱縮短容，篦在鱸，哮！01騎備祜赫，膃壞。
因此，諧波對電容器的損害主要現(xiàn)在絕緣效應(yīng)熱效應(yīng)和機械效應(yīng)3個方面。
絕緣效應(yīng)電容器的絕緣介質(zhì)材料般是有機絕緣材料，其老化的般規(guī)律是電容器的工作電壓的介質(zhì)材料指數(shù)次方與介質(zhì)工作壽命的乘機為常數(shù)。而指數(shù)的數(shù)值般為79，也就是說電壓每升高電容器的壽命大約縮短2.諧波造成電容器的過電壓和引起局部放電強度加大，都加速了電容器絕緣介質(zhì)的老化，縮短了電容器壽命。同時電容器的過電壓會導(dǎo)致電暈，絕緣性能衰退，甚至擊穿。
熱效應(yīng)在電壓恒定情況下，對于有機介質(zhì)電容器般認(rèn)為溫度每升高8，壽命就要縮短2.當(dāng)電容器在含有諧波的電源中運行時，因諧波過電壓過電流和過負(fù)荷而使其損耗功率大幅度，加，根據(jù)在正弦波電壓情況下，電容器的發(fā)熱功率算公式以=，觀5可以推燈出電容器6波存在的電源中運行的發(fā)熱功率。可電網(wǎng)諧波往往造成電容器異常發(fā)熱，嚴(yán)重影響電容器幫助。
3.3機械效應(yīng)在安裝架上的電容器，其外殼與接線在交流電壓作用下往往產(chǎn)生共振，有時還發(fā)出響聲。而電容器內(nèi)部的極板在諧波電壓作用下會引起極板彈性振動，諧波電壓旦引起電容器極板的機械諧振，就要影響電容器介質(zhì)的壽命。
綜上所述，電網(wǎng)中的電容補償裝置受諧波的危害和威脅十分嚴(yán)1.由于諧波的過電壓響，仲屯容器，部放電性他下降，同時由于諧波過電流和過負(fù)荷，致使電容器異常發(fā)熱，從而加速電容器絕緣介質(zhì)老化，縮短了電容器的壽命。因此必須嚴(yán)格限制電網(wǎng)諧波的畸變率，以及電容器的過電流和過電壓。故我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電容器的工作電流，和工作電壓；7應(yīng)滿足以下條件。
當(dāng)今電網(wǎng)諧波污染日趨嚴(yán)重，電容器組不僅承擔(dān)補償系統(tǒng)無功的作用，還應(yīng)能抑制和改善系統(tǒng)諧波，保證系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運行。但電容器在接入諧波的系統(tǒng)中運行，在諧波頻率作用下，將造成電容器的諧波諧振和諧波放大，給電網(wǎng)和電容器造成危害。因此，研宄電網(wǎng)諧波和并聯(lián)電容器的相互影響，抑制電網(wǎng)的諧波和電容器的諧波放大，提高電容器承擔(dān)的過電流和過電壓過負(fù)荷的能九就能防患于未然，不斷提高和改善電能質(zhì)量，使電力工業(yè)適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展1吳競昌，孫樹勤，朱文南等。電力系統(tǒng)諧波1北京水利電力出版社，1988.
2林海雪等。電力網(wǎng)中的諧波1北京中國電力出版社，1988.
