电力系统谐波谐振案例与解决方法：

    电压、电流从变压器引出终到用电设备上，其中除了有一定的功率损耗以外，还有大家不可忽视的谐波、谐振，电网的谐波是供电部门严格管理的一项指标，如果用电公司，部门，用户的谐波超过了规定的范围导致功率因数严重下降，那么该用户，公司或者部门就会承担很严重的罚款，所以，合理选择、安装抑制谐波的电容补偿柜是相当重要的，这样以来不仅可以避免供电局的巨额罚款，也可以延长机械设备的使用寿命。如果想要选择更好更优质的电容补偿柜一定要优先考虑襄阳源创工业控制有限公司，这里的产品，物美价廉，是客户的满意的选择！

    根据IEEE519-1992标准，单次谐波电压畸变率允许值为基波电压的3%。例如，某些母线在不加电容器的情况下由非线性负载所引起的单次谐波电压畸变，测量值低于3%，那么就可以将任何电气设备连接到此母线上而无须顾忌。然而，请注意，不论什么时候，只要把不带电抗器的电容器组连到此母线上，就会出现特定的并联和串联谐振频率。如果这一谐振频率与某些谐波频率重合，谐波电流和谐波电压就会被明显放大。在没有谐波量限制的地方，可以使用调谐式电容器组。但是请记住，在此种情况下，谐波的主要成份都注入到上级电网。调谐式电容器组的典型范例，所需之段数则取决于负载功率因数和目标功率因数。设计调谐式电容器组时，通常须给出电压畸变限制值。给出的低电压典型值举例如下:U3rd=0.5%  U5th=5%  U7th=5%。典型的调谐频率是204Hz和189Hz，分别与6%的电抗器和7%的电抗器相对应。与使用6%的电抗器相比，7%的电抗器通常允许连接更多的非线性负载。设计时要考虑电抗器铁芯的线性度，使其涌流时以及在额定电压畸变情况下不会出现饱和状态。当设计无功电力补偿系统时，假如设计一个新商业大楼，如果不知道大楼将有什么样的负载，通常较合理的作法是采用额定电压高于系统电压 (例如在400V系统采用525V电容器) 的电容器组。使用较高额定电压的电容器则在将来负载会产生谐波时，仅须增设电抗器而不须更换电容器组。无论何时，只要怀疑电容器组周围温度可能会超出其允许的高温度上限值时，则建议在电容器配电盘内加设冷却风扇。还要提请注意的是在采用调谐式或滤波电抗器的地方，一定要使用强迫冷却方式，因为与电容器组相比，电抗器会产生更大的热量。

    3. 电力系统谐波谐振案例和解决方法：

    3.1 案例1：在一个相当大的办公大楼内，发现许多电容器组因过热而损坏，损坏的是连接在负责供电给计算机不间断电源设备(UPS)变压器之自动功率因数控制电容器组上。为找出损坏的原因，对谐波进行了测量。测得的供电变压器基波和谐波电流以及电压的总谐波畸变率 (THD)。结果可知，当两段50KVAR投入后出现严重的并联谐振，将30A的十一次谐波电流(由UPS产生的)放大到183A(相当于大约10倍的放大系数)，同时电压的THD值也增加到19.6%。  当2段50KVAR电容器组投入，电容器上电流的有效值(RMS)是364A，相当于2.5倍的额定电流流经电容器，这足以说明电容器损坏的原因。根据IEC831-1 (低压电容器标准)，电容器的容许电流是额定电流的1.3倍。因为从谐波测量结果中可确认在供电系统中存有谐振现象，因此重新设计了无功补偿系统，并决定使用带7%电抗器的调谐式电容器组。请注意，装上调谐电容器组后，无论投入几段皆可避免谐振，而且也不会放大任何谐波电流，为了验证此新设计，在大非线性负载下对调谐电容器组进行测试，结果证明谐波电流如期望般并无放大现象。

    3.2 案例2单线系统图是从一个塑模公司的供电系统中取出的，这个固定式的150KVAR电容器组经常故障。为了找出频繁故障的原因，进行了实地谐波测量，结果如图9所示。测量得的电容器组有效电流值是371A，主要谐波分量是十一次谐波。测得的电容器有效电流相当于额定电流的1.71倍，这样的测量结果当然能够解释为什么电容器总是出故障。由于总电压谐波畸变率即使在不用电容器的情况下也高达8.1%。此公司现考虑采用滤波电容器组进行无功补偿，以保证所有用电设备皆有良好的供电质量。

    3.3 案例3：单线系统图中电容器组是某家公司所购置的。此公司购置电容器组的决定是由于公司电力系统功率因数太差不符合要求被罚款所致。经计算，总共需要400KVAR 来改善功率因数才能达到不被罚款的规定值。在对电容器组进行测量后可知，工厂供电用的500KVA变压器稍有些过载，五次谐波电流为62A，是基波电流的9%。当电容器组投入时，由于无功得到补偿，基波电流降到492A，可是五次谐波电流却被放大到456A，是基波电流的93%，总电压畸变率增加到16.2%，此种供电品质是负载所完全不能接受。因此，后是将电容器组切离，并订购新的调谐式电容器组进行替换。

    3.4 案例4：此案例中之测量主要的目的是要确定采用什么样的无功补偿系统才能改善功率因数，使其达到不被罚款要求值。从测量的结果可以看出，电压发生了严重畸变，测得电压之THD是12%。显然，不带电抗器的电容器组是不能使用的，由于较高的电压畸变，所以决定使用滤波电容器组进行无功功率补偿。当所有的滤波器都投入使用时，电压THD从12%降到成为2%，该值被认为是低电压供电系统的很好的结果。还应提请注意的是由于无功功率得到补偿，基波供电电流出现了大幅度下降，大约下降520A。同时大量的谐波电流被有效吸收，供电电流达到了规定的谐波限定值。

     3.5 案例5：取自一家大型造纸厂的供电系统的案例。该供电系统装有一个10MVAR、20KV电容器组。电容器组经常因过电流继电器动作而发生非正常跳闸。谐波测量显示当电容器组合闸时在20KV的母线上出现10.8%异常高的电压畸变，五次谐波电流含量并高达135A。 当切断电容器组后，电压畸变下降到1.2%，五次谐波电流降为6A。在此中压谐振情况下，第五次谐波电流放大系数高达22。对电容器组进行重新设计，设计时将造纸厂直流驱动器产生的谐波电流考虑进去。经计算机对若干可能出现的电网情况进行仿真后，证明加上五次滤波器是佳方案。为应付于电容器上可能升高之电压，对原有的电容器组进行修改。方法是再增加一个电容器组，与原有的电容器组串联，并安装一台空心滤波电抗器。

     3.6 案例6当公用电网在变电所使用不带调谐电抗器的电容器组时，如果变电所供电给带有产生谐波负载的工业用户，中压供电电网被认为是符合标准的电压畸变，就有存在谐振的可能性。表示的是在某一变电所11KV母线上所测量的电压波形，此变电所安装的电容器组没有配置调谐电抗器。由图可见，由于谐振，电压发生严重畸变，五次谐波电压分量经测量高达基本波的22.2%。如果此电压供电给MV/LV变压器，而此变压器于低压侧接有电容器组，则电容器组之电容与变压器之短路电感形成一串联谐振回路而使电容器吸收大量谐波电流，而发生电容器过载。