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摘 要本文从无功补偿技术的应用现状出发，分析了低压无功补偿技术核心问题，进而利用实际案例对其改进措施进行了分析和论述，以此说明在谐波环境下无功补偿技术应从抑制谐波的角度出发提高自身的稳定性，保证电网安全。
关键词无功补偿；电容选择；电抗器；改进措施
中图分类号TM 文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)111-0126-01
1低压无功补偿技术的应用情况
1.1可靠性需求
对于无功补偿技术而言可靠性是十分重要的技术指标之一，是衡量无故障运行时间长短的依据，或者是指设备在运行过程中出现故障的概率大小。可靠程度高故障率也就低，其系统的稳定性也就高。影响可靠性的重要因素有补偿方案设计、设备选择、元件质量等。
1.2存在的缺陷和原因
实际的一个月中大部分的无功补偿装置在保质期内就出现了问题，少部分导致了区域性的停电。而局部地区的无功补偿装置甚至导致了该区域的电网瘫痪。究其原因，主要是因为电网谐波成为了电网中的主要污染，且愈演愈烈。而在设计和无功补偿方案的实施中没有将此影响放在重要的位置上来对待，因此随着电气化的发展，谐波环境已经成为常态，而一些电网无功补偿没有适应此种情况的发展进而影响了无功补偿系统的运行，导致了故障的出现。
2谐波环境下无功补偿的技术
2.1利用电抗器抑制谐波
在谐波环境下，利用串联电抗器的方式可以对谐波的干扰进行消除，以防止电容出现损坏而影响电网的运行。在相关的规范中指出，调谐电抗器电抗率应尤其配置的标准：电抗率在4.5%-6%的电抗器可以有效消除大于5次的谐波；而选择电抗率为12%的则可以有效消除3次及以上的谐波。
2.2正确选择并联电容
在利用串联电抗器的时候也应当考虑采用并联电容器额定参数的选择。串联电抗器后并联电容的两端的电压就会被提高，所以在新建项目中通常利用公式对电容器的额定电压进行分析和计算，以此获得准确的参数。其中涉及到的参数有系统电压、串联电抗器后的两端电压、电容两端的谐波电压、电抗率，以此获得电容的额定电压。
按照相关的规定，高压系统中3、5、7谐波在设计应按照基波电压的0.3%、3%、3%来衡量，而低压系统则是按照0.5%、5%、5%来计算。如果低压系统为400 V电压，而串联的电抗率设定为6%的话，电容计算得出的电压参数应大于470 V才能保证系统的安全。
2.3补偿容量和安装容量的协调
串联与系统相配套的电抗器和确定了安全电压后，施工中实际的安装容量与实际输出的容量也存在的一定的差异，即补偿电容与安装电容之间的关系可利用公式进行表示：
其中：Q1是安装电容；QC是输出电容；U1是基波电压；U2是额定电压；d则是抗阻率。这样就可以对补偿容量和安装容量进行计算和分析，以此为系统调试提供依据。
3谐波环境下低压无功补偿技术的改进
3.1谐波环境对电容的要求
在谐波条件下，要对补偿技术进行改进就需要了解谐波对电容器的要求。
1）设计上要保证电容器可以通过更大的电流。安装国标规定，原有的1.3倍的标准已经不能满足谐波环境，而取代的标准为1.6倍甚至是2.5倍，按照实际需求来选择电容器才能保证补偿系统合理。
2）电容器的容量稳定性必须保证其能够在长期的工作中下降幅度低，不至于随着时间推移而影响滤波效果。
3）电容器的散热性能突出，在运行中温度升高的幅度越低越好，同时电容器应具备较好的防爆性能，最好可以到达P2级别，即电容器实效的时候处在开路状态，而不发生短路、燃烧等情况。
3.2技术改进的流程
在实际的配电系统中存在着大量的纯粹的电容器补偿装置，所以在使用的过程中会因为电容损坏而导致电网故障的情形，而多数的原因是电网谐波导致的补偿装置失灵，因此无功补偿技术进行改进是十分必要的。下面就起改造的流程节进行分析。
1）确定实际的电容容量，在改进前应确定系统当前的基本情况，如：测量现场电容，确定其具体的电容量，评估其老化程度。
2）测定谐波情况。因为对无功补偿产生影响的因素为谐波，因此应利用专业的检测设备对系统谐波进行测量，确定其电容投入和切除两种状态下的谐波电流的情况。如：某系统测量的结果为额定电压400 V而实际电压384 V，且系统中5次和7次谐波为主要干扰，且补偿投入后对谐波有放大效果，就可以判断其电容故障为谐波所致。
3）按照测量数据确定电网抗阻。利用公式进行计算，将系统基波抗阻、谐波电压、谐波电流等作为参数确定电网阻抗。如：5次谐波的电流畸变率为9.4%，5次谐波电压畸变率为3.6%，以10次为一组进行计算，就可以获得系统基波的阻抗数量是0.02欧姆。
4）电抗器的选择。经过前面的分析，可以了解按照并联电容器装置设计的规范，应选择4.5%-6%的电抗器，而实践表明，4.5%的电抗率谐振点与5次谐波最为接近，因此在5次谐波作用明显的网络中选择4.5%的电抗率是较为合理的。因此在选择电抗器的时候应对电网中谐波的主要形式进行测量，以此考虑采用何种电抗器对无功补偿系统进行串联。
5）补偿支路电阻的确定。按照实际的参数通常可以获得支路电阻的大小，如：电容400 V、25 Kvar、1.223 mH这些参数就可获得支路的基波电阻抗为6欧姆，对应的5次谐波的阻抗就是1.2欧姆。
从上面的改进措施看，谐波环境下对无功补偿技术进行改进，影响其效果的因素较多，包括：系统谐波的情况、电网阻抗情况、实际运行的电压等。且在改进中容易对电容形成长期的过流压力，因此在改进中应注意：当系统中非线性负荷功率小于总负荷功率的60%的时候，应对补偿设备进行更新，使之带有一定等电抗率的串联电抗器，以此保证系统安全；当系统非线性负荷大于总功率的60%的时候，应利用无源滤波装置来替换补偿装置；对原有的补偿装置进行改造，利用新型的有源滤波装置对谐波进行控制，消除其对网络的影响。
4结束语
低压无功补偿技术是保证电网安全运行的重要措施，而在今天谐波增加导致了低压无功补偿技术出现了一定的缺陷，此种情况的形成既包括了硬件因素和设计因素，因此要提供低压电网的无功补偿效果和安全程度，就需要针对性的分析其谐波环境，量化谐波的影响，从而采用合理的措施对补偿技术进行改进，这样才能保证电网的运行安全。
参考文献
[1]马明军.谐波条件下的低压无功补偿技术[J].电力电容器与无功补偿,2008,02.
[2]倪忠富.智能低压无功补偿技术[J].科技创新导报,2010,05.
[3]宋晨星.低压无功补偿装置的器件分析和选型[J].山东煤炭科技,2010,02.
关键词无功补偿；电容选择；电抗器；改进措施
中图分类号TM 文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)111-0126-01
1低压无功补偿技术的应用情况
1.1可靠性需求
对于无功补偿技术而言可靠性是十分重要的技术指标之一，是衡量无故障运行时间长短的依据，或者是指设备在运行过程中出现故障的概率大小。可靠程度高故障率也就低，其系统的稳定性也就高。影响可靠性的重要因素有补偿方案设计、设备选择、元件质量等。
1.2存在的缺陷和原因
实际的一个月中大部分的无功补偿装置在保质期内就出现了问题，少部分导致了区域性的停电。而局部地区的无功补偿装置甚至导致了该区域的电网瘫痪。究其原因，主要是因为电网谐波成为了电网中的主要污染，且愈演愈烈。而在设计和无功补偿方案的实施中没有将此影响放在重要的位置上来对待，因此随着电气化的发展，谐波环境已经成为常态，而一些电网无功补偿没有适应此种情况的发展进而影响了无功补偿系统的运行，导致了故障的出现。
2谐波环境下无功补偿的技术
2.1利用电抗器抑制谐波
在谐波环境下，利用串联电抗器的方式可以对谐波的干扰进行消除，以防止电容出现损坏而影响电网的运行。在相关的规范中指出，调谐电抗器电抗率应尤其配置的标准：电抗率在4.5%-6%的电抗器可以有效消除大于5次的谐波；而选择电抗率为12%的则可以有效消除3次及以上的谐波。
2.2正确选择并联电容
在利用串联电抗器的时候也应当考虑采用并联电容器额定参数的选择。串联电抗器后并联电容的两端的电压就会被提高，所以在新建项目中通常利用公式对电容器的额定电压进行分析和计算，以此获得准确的参数。其中涉及到的参数有系统电压、串联电抗器后的两端电压、电容两端的谐波电压、电抗率，以此获得电容的额定电压。
按照相关的规定，高压系统中3、5、7谐波在设计应按照基波电压的0.3%、3%、3%来衡量，而低压系统则是按照0.5%、5%、5%来计算。如果低压系统为400 V电压，而串联的电抗率设定为6%的话，电容计算得出的电压参数应大于470 V才能保证系统的安全。
2.3补偿容量和安装容量的协调
串联与系统相配套的电抗器和确定了安全电压后，施工中实际的安装容量与实际输出的容量也存在的一定的差异，即补偿电容与安装电容之间的关系可利用公式进行表示：
其中：Q1是安装电容；QC是输出电容；U1是基波电压；U2是额定电压；d则是抗阻率。这样就可以对补偿容量和安装容量进行计算和分析，以此为系统调试提供依据。
3谐波环境下低压无功补偿技术的改进
3.1谐波环境对电容的要求
在谐波条件下，要对补偿技术进行改进就需要了解谐波对电容器的要求。
1）设计上要保证电容器可以通过更大的电流。安装国标规定，原有的1.3倍的标准已经不能满足谐波环境，而取代的标准为1.6倍甚至是2.5倍，按照实际需求来选择电容器才能保证补偿系统合理。
2）电容器的容量稳定性必须保证其能够在长期的工作中下降幅度低，不至于随着时间推移而影响滤波效果。
3）电容器的散热性能突出，在运行中温度升高的幅度越低越好，同时电容器应具备较好的防爆性能，最好可以到达P2级别，即电容器实效的时候处在开路状态，而不发生短路、燃烧等情况。
3.2技术改进的流程
在实际的配电系统中存在着大量的纯粹的电容器补偿装置，所以在使用的过程中会因为电容损坏而导致电网故障的情形，而多数的原因是电网谐波导致的补偿装置失灵，因此无功补偿技术进行改进是十分必要的。下面就起改造的流程节进行分析。
1）确定实际的电容容量，在改进前应确定系统当前的基本情况，如：测量现场电容，确定其具体的电容量，评估其老化程度。
2）测定谐波情况。因为对无功补偿产生影响的因素为谐波，因此应利用专业的检测设备对系统谐波进行测量，确定其电容投入和切除两种状态下的谐波电流的情况。如：某系统测量的结果为额定电压400 V而实际电压384 V，且系统中5次和7次谐波为主要干扰，且补偿投入后对谐波有放大效果，就可以判断其电容故障为谐波所致。
3）按照测量数据确定电网抗阻。利用公式进行计算，将系统基波抗阻、谐波电压、谐波电流等作为参数确定电网阻抗。如：5次谐波的电流畸变率为9.4%，5次谐波电压畸变率为3.6%，以10次为一组进行计算，就可以获得系统基波的阻抗数量是0.02欧姆。
4）电抗器的选择。经过前面的分析，可以了解按照并联电容器装置设计的规范，应选择4.5%-6%的电抗器，而实践表明，4.5%的电抗率谐振点与5次谐波最为接近，因此在5次谐波作用明显的网络中选择4.5%的电抗率是较为合理的。因此在选择电抗器的时候应对电网中谐波的主要形式进行测量，以此考虑采用何种电抗器对无功补偿系统进行串联。
5）补偿支路电阻的确定。按照实际的参数通常可以获得支路电阻的大小，如：电容400 V、25 Kvar、1.223 mH这些参数就可获得支路的基波电阻抗为6欧姆，对应的5次谐波的阻抗就是1.2欧姆。
从上面的改进措施看，谐波环境下对无功补偿技术进行改进，影响其效果的因素较多，包括：系统谐波的情况、电网阻抗情况、实际运行的电压等。且在改进中容易对电容形成长期的过流压力，因此在改进中应注意：当系统中非线性负荷功率小于总负荷功率的60%的时候，应对补偿设备进行更新，使之带有一定等电抗率的串联电抗器，以此保证系统安全；当系统非线性负荷大于总功率的60%的时候，应利用无源滤波装置来替换补偿装置；对原有的补偿装置进行改造，利用新型的有源滤波装置对谐波进行控制，消除其对网络的影响。
4结束语
低压无功补偿技术是保证电网安全运行的重要措施，而在今天谐波增加导致了低压无功补偿技术出现了一定的缺陷，此种情况的形成既包括了硬件因素和设计因素，因此要提供低压电网的无功补偿效果和安全程度，就需要针对性的分析其谐波环境，量化谐波的影响，从而采用合理的措施对补偿技术进行改进，这样才能保证电网的运行安全。
参考文献
[1]马明军.谐波条件下的低压无功补偿技术[J].电力电容器与无功补偿,2008,02.
[2]倪忠富.智能低压无功补偿技术[J].科技创新导报,2010,05.
[3]宋晨星.低压无功补偿装置的器件分析和选型[J].山东煤炭科技,2010,02.