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(jì)運(yùn)行水平，經(jīng)常采用各種無功補(bǔ)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(fù)荷大都具有非線性、沖擊性和不平衡性的特點(diǎn) 在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量諧波。這些諧波對(duì)無功補(bǔ)償裝置造成了嚴(yán)重影響。在供電系統(tǒng)中，對(duì)于某次諧波，作為無功補(bǔ)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(huì)出現(xiàn)過電壓而造成危害。當(dāng)無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行地點(diǎn)的諧波比較嚴(yán)重時(shí)，電壓、電流波形會(huì)有很大畸變，電容器投切控制信號(hào)的傳輸就會(huì)受到影響，從而有可能引起裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)。另一方面并聯(lián)電容器對(duì)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(dāng)將會(huì)造成電網(wǎng)諧波電壓和電流的嚴(yán)重放大，給電容器本身帶來極大損傷?？梢?，無功補(bǔ)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(bǔ)償無功的裝置。因此，為了尋求能同時(shí)實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償和諧波治理的裝置，就必須將二者結(jié)合起來進(jìn)行研究。
電容器無功補(bǔ)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(jī)在發(fā)出基波電勢(shì)的同時(shí)也會(huì)有諧波電勢(shì)產(chǎn)生，其諧波電勢(shì)大小主要取決于發(fā)電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)和工作狀況。實(shí)際上，在電網(wǎng)中運(yùn)行的發(fā)電機(jī)和變壓器等電力設(shè)備，輸出的諧波電勢(shì)分量很小幾乎可以忽略。因此， 在供電系統(tǒng)中存在并實(shí)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(jìn)行無功補(bǔ)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(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。但在有諧波背景的系統(tǒng)中大量的非線性負(fù)荷會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流注入電網(wǎng)，對(duì)這些諧波頻率而言，電網(wǎng)感抗顯著增加而補(bǔ)償系統(tǒng)容抗顯著減小導(dǎo)致諧波電流大部分流入電容器支路，若此時(shí)電容器的運(yùn)行電流超過其額定電流的1.3倍，電容器將會(huì)因過流而產(chǎn)生故障。另外，針對(duì)無功補(bǔ)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(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。系統(tǒng)諧振將導(dǎo)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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