在供電系統(tǒng)中，為了節(jié)能降損、提高電壓質(zhì)量和電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平，經(jīng)常采用各種無功補償裝置。近年來，配電網(wǎng)中整流器、變頻調(diào)速裝置、電弧爐、各種電力電子設(shè)備以及電氣化鐵路大量應(yīng)用。這些負荷大都具有非線性、沖擊性和不平衡性的特點 在運行中會產(chǎn)生大量諧波。這些諧波對無功補償裝置造成了嚴重影響。在供電系統(tǒng)中，對于某次諧波，作為無功補償用的并聯(lián)電容器若與呈感性的系統(tǒng)電抗發(fā)生諧振則會出現(xiàn)過電壓而造成危害。當無功補償裝置運行地點的諧波比較嚴重時，電壓、電流波形會有很大畸變，電容器投切控制信號的傳輸就會受到影響，從而有可能引起裝置的誤動或拒動。另一方面并聯(lián)電容器對電網(wǎng)諧波的影響也很大。若電容器容抗和系統(tǒng)感抗配合不恰當將會造成電網(wǎng)諧波電壓和電流的嚴重放大，給電容器本身帶來極大損傷。可見，無功補償與諧波治理兩者關(guān)系密切。產(chǎn)生諧波的裝置大都是消耗基波無功功率的裝置;治理諧波的裝置通常也是補償無功的裝置。因此，為了尋求能同時實現(xiàn)無功補償和諧波治理的裝置，就必須將二者結(jié)合起來進行研究。
電容器無功補償裝置中的諧波問題
諧波源有兩種一種是諧波電流源，這些用電設(shè)備中的諧波含量取決于它自身的特性和工作狀況基本上與供電系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)。另外一種是諧波電壓源。發(fā)電機在發(fā)出基波電勢的同時也會有諧波電勢產(chǎn)生，其諧波電勢大小主要取決于發(fā)電機本身的結(jié)構(gòu)和工作狀況。實際上，在電網(wǎng)中運行的發(fā)電機和變壓器等電力設(shè)備，輸出的諧波電勢分量很小幾乎可以忽略。因此， 在供電系統(tǒng)中存在并實際發(fā)生作用的諧波源，主要是諧波電流源。
在用并聯(lián)電容器進行無功補償?shù)墓╇娤到y(tǒng)中電網(wǎng)以感抗為主電容器支路以容抗為主。在工頻條件下并聯(lián)電容器的容抗比系統(tǒng)的感抗大得多，可發(fā)出無功功率對電網(wǎng)進行無功補償。但在有諧波背景的系統(tǒng)中大量的非線性負荷會產(chǎn)生大量的諧波電流注入電網(wǎng)，對這些諧波頻率而言，電網(wǎng)感抗顯著增加而補償系統(tǒng)容抗顯著減小導致諧波電流大部分流入電容器支路，若此時電容器的運行電流超過其額定電流的1.3倍，電容器將會因過流而產(chǎn)生故障。另外，針對無功補償系統(tǒng)的調(diào)諧頻率，如果電網(wǎng)中存在該特定頻率的諧波電流源 則該諧波將直接被放嚴重時還會發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。系統(tǒng)諧振將導致諧波電壓和電流明顯地高于在無諧振情況下出現(xiàn)的諧波電壓和電流。
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