摘要：随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，大量的居住楼盘、高档商场、宾馆、办公楼等民用建筑在城市中拔地而起，使城市用电量快速增长。但是，在这些民用建筑物所内使用的多位单相电感性负荷，因其自身功率因数较低，在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能。我们通常在低压供配电系统集中装设电容器无功补偿装置。电容器无功补偿装置的安装位置和工作运行方式都会影响用电质量。
关键词：分相自动补偿、分组自动补偿；低压配电
无功平衡是指在电网运行的每一时刻，电网中各无功电源所发出的无功功率等于电网中各个环节的无功功率损耗和用户所消耗的无功功率（无功负荷）之和。对于电网而言，要想确保其运行正常安全，必须重视电网的无功功率平衡，电网无功电源与电网调压措施的实施是密不可分的整体，二者相辅相成。这个就涉及到了电网的无功补偿，无功补偿的结果就是使得功率因数的提高。
1进行无功补偿的重要性
由于电网中负荷多为感性负荷，且电网各级变压器和线路也同样如此，在这种情况下，电网要想维持正常的运行，其所需的无功功率就要比有功功率大得多。电网中发电机的功率因数（cosΦ）通常都大于0.8，如此一来，只靠发电机所发的无功无法满足电网和电网负荷的总无功需求，再加上客观因素的影响，无功距离传输不仅会产生无功损耗，还会带来一定的有功损耗，在这种情况下，难以实现无功的远距离传输，因此必须对电网进行无功补偿。
功率因数cosΦ：在电网的无功补偿中，电网的功率因数cosΦ的值就是一个衡量电网运行优良与否的重要参数之一。功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。在交流电路中，电流与电压存在相位角差Φ，其相位角差的余弦cosΦ，就是功率因数。当Φ=0°时，cosΦ=1，此时的功率因数就为1，同样当Φ=30°时，cosΦ=0.866，此时的功率因数就为0.866。当电流滞后电压时，功率因数为正值；当电流超前电压时，功率因数为负值。
2谐波对低压电网的影响
2.1谐波对低压配电线路的影响
当低压配电线路中有谐波电流通过时，就会出现集肤效应和有功功率损耗，导致谐波的电阻变大，造成附加线路上电流损耗的增加，严重影响低压配电线路的效率，并影响用电的质量。此外，通常情况下通过中性线的电流都比较小，所使用的线也比较细，当有大量三次谐波从其中穿过时，就会导致配电线路在较短时间内温度骤升，高温状态对线路绝缘产生严重影响，造成短路事故的出现，甚至会引发火灾等严重事故。
2.2引发电网谐振
谐振的发生是由于电感电容储能元件普遍存在于电力系统中，如果在电力系统正常运行过程中，和谐波发生谐振现象，而在系统的内部存在着谐振点，这样经过长时间的运行，就会给系统带来很大的损害。当谐波电压或者谐波电流出现时，就会影响继电保护器的正常运行，甚至造成错误的移动，这样就会严重影响电力设备的正常运行。同时，如果出现谐波，就会严重影响测量回路的特性，导致测量结果误差较大，也可能出现二次设备动作频繁，造成继电保护装置的接触点粘结或者接触不良，进而给电力系统的正常运行带来严重影响，造成企业利益的损失。
2.3对主变压器的影响
谐波会对主变压器带来很大的危害，主要是因为电力企业的主变压器是非电炉变压器，这种变压器具有自身独特的特性，如绕组损耗较为固定，因而当出现谐波电流时，就是增大其绕组损耗，这样就会增加内部以及外壳部紧固件的温度，经过长时间的运行，就会给绝缘体带来严重影响，降低了电力设备的使用年限，给变压器带来了严重损害，进而给企业利益带来损失。
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2.4对电容器的影响
谐波很容易对电容器带来影响，当出现谐波电压，且作用于电容器时，此时电容器的温度会不断升高，当温度达到或者超过电容器所能承受的最大限度时，电容器就会发生爆炸的危害，给电力企业带来很大的经济损失，同时，电容器和谐波发生作用，产生谐波谐振，就会给电网的正常运行带来很大的损失。
3谐波治理的技术措施
谐波治理对于降低配电线路中一些谐波的含有率及电压总谐波畸变率有着重要意义，进而有效增强供电的质量，避免各种测量仪器、控制和保护装置、用电设备等受到损坏，以及保证整个电网运行的高效、安全。谐波治理的措施主要有两种，分别是在用户端及电网端进行谐波治理。
3.1在用户端实施的谐波治理
这种在用户端开展的谐波治理方式是在客户端植入有源滤波器或者无源滤波器来实现谐波治理的。无源网络是无源滤波器必不可少的，其组成元件有电容、电感和电阻等，通过这些组件来对电气负载产生的谐波电流进行吸收，该谐波治理方法是应用最为广泛的措施。无源滤波器主要包括调谐滤波器和无源滤波器，而调谐滤波器又包括单调和双调两种，分别被用在单一次波和相邻两次谐波的治理方面。高滤波器主要是用于某次及其各次谐波的吸收。
3.2在变电站实施的谐波治理
混合型电力滤波器是在电网端开展谐波治理应用比较普遍的方法。混合型电力滤波器是有源滤波器和无源滤波器的混合使用，混合型电力滤波器又可以分为串联混合型和并联混合型两种电力滤波器。
4合理选择低压无功补偿装置
4.1掌握谐波的含量及负载的性质
能够抑制谐波的成套滤波器及普通低压电容补偿设备都可以实现低压无功补偿，主要是对谐波含量的大小及负载性质的区分。其中谐波含量的测试需要借助谐波测试仪。而电力负载性质的区分需要注意3个方面：第一，负载的变化幅度及变化频率；第二，三相负载中协调一致程度的高低；第三，负载中谐波源的容量。而在一些特殊行业及场所，例如，大型商用场所、造纸行业、起重设备制造行业等，会用到较多的大容量荧光灯和变频器，对谐波的抑制有非常高的要求，这就需要结合实际需要来进行设备的合理选择。
4.2负载及配电网技术参数的搜集
电网系统准确的数据及相关信息是设计滤波器的关键，必须要随负载及配电网的参数进行搜集，其中搜集的参数主要包括运行电压的变化范围及大小、电网的额定电压；电网电压畸变率的实际测试值；基波频率无功负载状态；关于谐波电压及电流的相关行业及国家的标准等。
4.3谐波含量的预测
结合上部分对技术参数及负载性质相关信息的收集，借助仿真模型的计算机来仿真计算初步提出的补偿方案，对于谐波共振或谐波放大现象是否会出现进行预测，以实现提前进行必要的防治措施。
5结论
根据各层配电照明箱的设置分组装设电容补偿的方式较好地解决了集中补偿与个别设备补偿造成的线路中无功电流大，线路电压低，功率因数低问题。减少了线损，提高了用电质量。对于大型商场、写字楼等大量使用低功率因数设备的民用建筑在设计时应根据具体情况采用分组设置电容补偿方式比较合理，使宝贵的电能得到充分利用。
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论文作者:高长景,尹磊磊
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签：谐波论文; 电网论文; 功率因数论文; 滤波器论文; 无源论文; 负载论文; 电压论文; 《基层建设》2016年第33期论文;