汤菲溧阳供电公司
【摘要】文章对电网谐波对高压并联电容器影响的现象进行剖析，分析谐波测量数据，初步探讨理论成因，提出解决办法。
【关键词】电网谐波危害高压并联无功补偿电容器谐振消谐并联滤波器
谐波是目前电网中影响电能质量的一项重要指标。随着现代电力电子技术的发展，非线性电力负荷在电力系统中大大增加。使电气设备运行不正常，加速绝缘老化，缩短设备的使用寿命等许多不良后果。本文结合实际重点讨论电网谐波“污染”对高压并联电容器的影响及解决办法。
一、故障的产生
电网变电所及大用户变电所的10KV高压并联无功补偿电容器常常发生故障。这些故障发生在不同变电所，故障现象都是继电保护不平衡电压或差压保护动作，开关跳闸，检查后大多发现10KV高压并联无功补偿电容器组有一个或多个单只电容器熔丝熔断，这类故障有时在同一变电所经常发生。
虽然这些故障发生在不同电压等级的变电所，但不难发现其中有某些内在共同因素：这些变电所附近都有较强烈的谐波源，或本身这个用户就是强烈谐波源，谐波连续监测已确证了这点，从而推断正是这些谐波“污染”源造成了这些高压并联电容器的故障。
1．[来自WwW.lW5u.com]产生故障的原因
(1)首先，基本可排除是某些电容器的质量问题，在发生故障的变电所，多次更换试验合格的电容器后仍不断发生同类故障，且特别发生故障的单只电容器呈现出无规则随机性的特点。
(2)其次，可排除是电网过电压造成电容器这类故障：测控装置的记录显示在故障发生时电容器所接系统电压无过电压现象，保护动作记录也表明没有一次是过电压保护动作。
(3)同一变电所和频繁发生这类电容器故障以前对比：电网结构和负荷性质与历史记录相比之下最明显的变化是变电所附近大多近几年新建一些大型用户变电所，而这些用户都使用大量的大功率电力电子设备。这些都是谐波源。
二、理论浅析
从以上这些二十四小时实测数据中，高次谐波确实存在，而且我们发现其中三次、五次谐波成分含量较高、出现较频繁。
在一个理想的电力系统，电能是以恒定频率(50HZ)和幅值的三相平衡正弦电压向用户供电。
在电网存在谐波时，我们实际观察到的波形是畸变的，曲线也呈锯齿状，同一测试点一般表现为电流波形比电压波形畸变大。
电力系统中为了补偿负荷的功率因数，提高电压水平，在变电所或负荷点处常常装有并联电容器，用于补偿无功功率。对于工频，系统的感抗一般比容抗小得多。
1并联谐振注：In——电网中谐波电流源；Ls——系统等值电感
C--系统等值电容，它是变电所补偿电容，变电所出线电容与系统等值并联电容之和。
当谐波源电流注入变电所母线时，在某一谐波频率下，就可能发生并联谐振。令为等值电路的并联谐振频率．由谐振条件
2．串联谐振
当变电所靠近大的谐波源时，在如图4的接线方式下，将可能发生串联谐振。
当电容器投入的系统中有三次谐波电压分量存在时，电压互感器二次侧感应出的三次谐波相位相同电压值互相叠加产生不平衡电压，当系统中三次谐波电压分量大到产生的不平衡电压达到保护整定值时，保护就动作跳开高压开关。所以在三次谐波电压分量含量较大的用户，无功补偿的三相并联电容器会经常不平衡电压保护动作，导致电容器无法正常投入运行。[来自Www.lw5u.coM]强行投入则很可能导致电容器发生故障。
三、解决方法初步探讨
1．对那些含谐波源的大用户的用户变电所内的谐振问题，根据调整系统负荷分布或电路参数，确能避免、减少恶性电气故障的发生，调整系统负荷分布具体实施起来也比较容易，投入成本少。
2．在实际运行中，发生故障的电容器大多是不带串联电抗器的电容器组，在发生电容器故障后，针对这些电容器，我们根据电容器容量匹配帮助用户安装了高阻抗电抗器组，一方面提高了支路短路阻抗，改变了并联支路参数，避开谐振频率；另一方面阻止谐波成份进入电容器，使谐波电压的压降大部分落在高阻抗电抗器上，让高次谐波电流消耗在高阻抗电抗器上，特别是阻止畸变电压尖峰波通过，从而减少谐波对电容器的破坏，起到一定的保护作用。
四、结语
大功率冲击性非线性负荷对电网的污染所带来的问题同环境问题一样可怕，令人感到欣喜的是，人们现在对谐波污染这种看不见的污染的重视意识上有了极大的提高，对谐波的监测更严密，对谐波的治理力度也大大加强了。
参考文献：
[1]李令冬：《电能质量分析与治理技术现状及发展趋势》，安徽大学电能质量实验室
[2]《国家电能质量标准》， 国家技术监督局
[3]沈文琪：《电力电容器的实际使用寿命与使用条件的关系》，西安电力电容器研究所