二、无功补偿简介：无功补偿的主要方法
根据补偿装置安装位置的不同，可以将无功补偿分为个别 补偿（随机补偿或就地补偿）、集中补偿、分组补偿（分 散补偿）。三种补偿方式如下图所示：
二、无功补偿简介：无功补偿的主要方法
就地补偿:将低压电容器组分散地与用电设备 的供电回路相并联，随用电设备同时投入或 退出运行，使用电设备消耗的无功功率得到 就地补偿，能获得明显的降损效益。
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四、电能质量的治理设备：无源滤波器FC
主要器件：电容器+电抗器+电阻器（可选） 投切方式：手动、自动 功能：纯补偿（非调谐）、补偿＋滤波（调谐） 滤波原理：采用电力电容器串联适当比例的电抗器，形成
非特性谐波： 由频率转换设备产生. 系统不平衡 (电压和感抗)
3次谐波（零序谐波）： 3*(2n+1) ,n = 0,1,2… 例如 3,9,15,21.. 等. 主要影响零序. 增加零相电流.
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三、谐波：谐波的相序（1）
每一谐波的相序都有关于基波的联系. 按约定基波被设定为正相序. 所有高次谐波都有相对于基波的正、负或是零相序.
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一、电能质量简介－暂时过电压和瞬态过电压
交流电力系统中的电气设备，在运行中除了作用有持续工 频电压(其值不超过系统最高电压 Um,持续时间等于设计 的运行寿命)外，还受到过电压的作用。按照作用过电压 的幅值、波形及持续时间，可分为;
— 暂时过电压，包括工频过电压、谐振过电压; — 瞬态过电压，包括操作(缓波前)过电压、雷电(快波
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一、电能质量简介： 供电电压允许偏差
电压偏差计算：
供电电压的允许偏差： 1）35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称系
统电压的 10％；注：如供电电压上下偏差同号（均为正或负） 时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。 2） 10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的± 7％ 。 3）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7％ 、－10％ 。 4）对供电电压允许偏差有特殊要求的用户，由供用电双方协议 确定。
供Hale Waihona Puke 电安全技术第五讲：电能质量与无功补偿
中国矿业大学信息与电气工程学院 电气安全与智能电器研究所 刘建华
目录
一、电能质量简介 二、无功补偿简介 三、谐波 四、电能质量及无功补偿治理
一、电能质量简介：内容及标准
1. GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压允许偏差 2. GB/T 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变 3. GB/T 15543-2008 电能质量 三相电压允许不平衡度 4. GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率允许偏差 5. GB/T 18481-2001 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压 6. GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 7. GB/T 24337-2009 电能质量 公用电网间谐波
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三、谐波：谐波的相序（2）
RYB的相序 (+ Seq.) 基次分量
R
R
Y
B
基次
+120o
0o -120o
B
二次
+240o
0o -240o
R
谐波
-120o
0o +120o
因而二次谐波作为负序分量运转.
B
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谐波次序 1 2 3 4 5
相序
+- 0 + -
正序 基次 4次 7次 10次 3n+1次 被3除余1
负序 2次 5次 8次 11次 3n+2次 被3除余2
6 789
0 +-0
零序 3次 6次 9次 12次 3n+3次 可被3整除
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三、谐波：谐波的相序（4）
0.8
0.7(0.8)
0.6
注：短、长时间闪变值每次测量周期10min 、2小时；中压 括号中的值仅适用于公共连接点连接的所有用户为同电压 级的用户场合。
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一、电能质量简介－三相电压允许不平衡度
电压不平衡度允许值
电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2％，短时不得超过4％(取值 见附录A)。 电气设备额定工况的电压允许不平衡度和负序电流允许值仍由各自标准规定， 例如旋转电机按GB755《旋转电机基本技术要求》规定。
使注入公用电网的谐波电流及公共连接点的 谐波电压在国标限值以内；
提高用户用电的功率因数； 使电压波动和闪变在国标限值以内； 使电压凹陷、凸起、短时中断的幅值和持续
时间在设备容许范围内。 使用户设备在电磁兼容允许范围内安全经济
运行，把对电网的干扰限制在国标限值以内。
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各序谐波的特性及危害：
正序
负序
零序
‘趋肤效应’引起过热 ‘趋肤效应’引起过热 ‘趋肤效应’引起过热
支持基波
与基波对抗
在中性点积聚
中温 相对危害较少
过热 危害很多
产生零线发热
造成中性线接地和开 路情况的原因
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三、谐波：对设备的的危害
设备种类 变压器 电动机
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一、电能质量简介－公用电网谐波
总谐波畸变率(THD)：周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基 波分量的方均根值之比(用百分数表示)。分为电压总谐波畸变率与电 流总谐波畸变率。
公用电网谐波电压(相电压)限值
电网标称 电压kV
0.38 6 10 35 66 110
集中补偿:无功功率补偿装置通过开关接在母 线侧。用以补偿配电变压器、输电线路、配 电线路的无功功率损耗。
三、谐波：谐波的产生
非线性负载产生谐波：
工业用易产生谐波设备：直流调速器、变频调速 器、不间断电源系统（UPS）、 现代照明系统、 焊接装置 、感应加热炉、整流器、饱和变压器等。
民用易产生谐波设备：电视机、空调、计算机、 日光灯、电冰箱等 。
得：
公式中：
N = fn / f1 = K*P±1
N = 谐波次数；
fn = 谐波电流频率 ； f1 = 基波电流频率 ； K = 1，2，3，… ； P = 整流设备的波头数（6、12、
24）。
例如：6 波头的整流器将产生 5，7，11，13 …次谐波。
三相整流设备产生的谐波电流值可按如下公式求得：
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一、电能质量简介：电压波动和闪变
电压变动特性d(t)：电压方均根值变动的时间函数，以系统标称电压的 百分数表示。
电压变动d：电压变动特性d(t)上，相邻两个极值电压之差。 电压变动频度r：单位时间内电压变动的次数(电压由大到小或由小到
大各算一次变动)。同一方向的若干次变动，如间隔时间小于30 ms， 则算一次变动。 电压波动：电压方均根值一系列的变动或连续的改变。
接于公共接点的每个用户，引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1．3％， 根据连接点的负荷状况，邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求，可 作适当变动、但必须满足上条的规定。
用户引起的电压不平衡度允许值换算
电压不平衡度允许值一般可根据连接点的正常最小短路容量换算为相应的负序 电流值，为分析或测算依据；邻近大型旋转电机的用户，其负序电流值换算时 应考虑旋转电机的负阻抗。有关不平衡度的计算见附录B。
前)过电压
一、电能质量简介－暂时过电压和瞬态过电压 各类过电压的典型波形如下表 所示：
二、无功补偿简介：标准
1. 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 2004；
2. SD325-89 电力系统电压和无功电力技术导 则;
3. DL/T 1010 高压静止无功补偿装置; 4. GB/T 15576 低压成套无功功率补偿装置; 5. GB 50227 并联电容器装置设计规范
公式中：
In = I1 / N
In = N 次谐波的电流值;I1 = 基波电流值;N = 谐波次数。
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三、谐波：谐波的种类
特性谐波： 与相关回路结构相关. 有规律的谐波次数. 谐波频率可由公式 k*p+1 ; k = 1,2,3…得到. 谐波频率呈规律性.
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四、电能质量的治理设备：如下设备
无源滤波器FC（手动/自动投切，调谐/非 调谐）
静止型动态无功补偿装置SVC：TSC、 TSC+TCR、FC+TCR、FC+MCR。
静止无功发生器SVG（又称静止同步补偿 器STATCOM）。
有源滤波器APF
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闪变：灯光照度不稳定造成的视感。 短时间闪变值Pst: 衡量短时间(若干分钟)内闪变强弱的一个统计量值。 长时间闪变值Plt: 由 短时间闪变值推算出，反映长时间(若干小时)闪变
强弱的量值。
电力系统公共连接点各级电压下的闪变限值
电压等级
低压
中压
高压
短时间闪变值
1.0
0.9(1.0)
0.8
长时间闪变值