电容器引起的谐波放大案例分析-建筑电气2010.4
声明：您必须遵守我们的协议，如果您下载了该资源行为将被视为对《电天下账号管理规范》全部内容的认可，本网站资源来自原创，仅供用于学习和交流，请勿用于商业用途。如有侵权、不妥之处，请举报本资源，我们将及时审核处理！
【摘要】分析了某医院办公大楼供电变压器的无功补偿电容器组损坏的原因：使用无串接电抗器的电容器组，放大了用电负荷谐波源产生
文本预览
电容器引起的谐波放大案例分析
斯建平(杭州市房地产开发集团有限公司，杭州市310003)
CaseAnalysis ofHarmonic Amplification Caused byCapacitors
Si Jianping(HangzhouReal Estate DevelopmentGroup Co．，Ltd．，Hangzhou 310003，China)
Abstract The reactive power compensation
capacitor bank of the power transformer in a hospital
office building is damaged due to overheating，because
the capacitor bank without serial reactor is used，
resulting in harmonic of electricity load harmonic source
amplification．After the tunable capacitor bank is used in
the re—design，the resonance phenomenon disappeared．
Key words Reactive power compensation
Capacitor Reactor Harmonic Resonance 变压器二次侧电流(A】
电容器补偿容量
谐波次数
0kvar 50kvar 100kvar
摘要分析了某医院办公大楼供电变压器的无
l 600 538 512
功补偿电容器组损坏的原因：使用无串接电抗器的电
5 10 8 11
容器组。放大了用电负荷谐波源产生的谐波，致使电
7 4 5 9
容器过热而损坏．重新设计采用了调谐式电容器组
ll 30 62 283
后，谐振现象消失。 13 6 91 44
关键词 无功补偿 电容器 电抗器 谐波谐 17 2 8 2
振 THDu 3．8％ 5．9％ 19．6％
图1 变压器二次侧电流买测值
Fig．1 Measured current values on the secondary
1 案例 sideofthetransforlner
50 kvar的电容器投入．电容器上的实测电流有效值
某医院办公大楼供电给计算机用UPS的变压器的
无功补偿电容器组因过热而损坏。为找出电容器组损
，，。。为364A，电容器额定电流，。=S。，(、／丁以)=
坏的原因。进行了实地谐波测量。 100／(V'3-×0．4)=144A，，，。。，I。=2．5，相当于
2．5倍的额定电流流经电容器．这足以说明电容器
2分析
损坏的原因。根据《额定电压l 000 V及以下交流
2．1 变压器二次侧实测电流 系统用自愈式并联电力电容器》(IEC 60831)。电容
图l是测得的变压器二次侧谐波电流及电压总谐 器的最大运行电流不得超过其额定电流的1．3倍。
波畸变率(THD。)。从图1可知。当两组50kvar的电 2．3采用调谐式电容器组后．变压器二次侧实测电流
容器投入后出现严重的并联谐振．将30A的11次谐波 从谐波测量结果中可确认在系统中存在谐振现
电流(由UPS产生的)放大到283A(放大了约lO倍)， 象．因此重新设计了无功补偿系统。采用带电抗
同时THD。值也增加到19．6％。 器的调谐式电容器组。图3为投入带电抗器(电抗
2．2电容器组侧实测电流 率为14．8％)的调谐式电容器组后，变压器二次侧
图2为在电容器组侧测量电流的结果。当两组 电流和THD，，的测量结果。
55
电容器引起的谐波放大案例分析(斯建平) ■—■一建—测●测I箍量一量-—电点塑点·乞-型-·--。+!+_型_l_垫_B坠UlL!DING
21nE1k电电谐51l75541729l32114192Ir83图FMcvotcbslk变电谐05k1k177651127765l4441111T665图FMcvotssottasittcb5一C由几电2图出 1k电电谐51l715517ll1361l2，71图FMcvotcbsasittcbT3偿3由波波的波被费22 )mnnn0V4uOVluJ0VlnL000151l6836736ieahaaik0v0v7393705203654H．．．ieaheifhrfwnhuaa600550355ieuahaaifwnhuaa0年s0．．rrH结Ek0234galepndva0a351Dgalecdeatienpnk0lr．1garlepndtienpn0容波r容波r容波1容2压3流4容4Cvk．suakearru4O7．suoenetaakvkm．．sruakeetaak9ee图组．D．以源的无问关。第0Tavunecr％％％unensrcbcavJ2ueecrcbc—电投4是投8器次t器次t器次，语—Rra2rsi3rsdfhlira54rnsihli器器。采器％4Ireteaoietrettiet13都无以上负放功题注优C容do入drrno在入dono0期补数补数补数0Irymgr可rgr，—组二用组．4TeI偿偿可论偿保实荷大补日。良—器调调调Yr21侧次见调侧即目容容容来0组谐谐谐避投证侧时，偿趋会的2电侧谐电前稿量量．量使修侧式式式免入用值．造时严增电流电式流该回装在电电电电谐几电及使成，重大能(流电(医上不A流容容A容)(振容组)院质分用电谐．电质实A器器器调使)器采现电量析不容波低力量测组组组谐用组用象容。可串器观劣系意值后侧后式电后调．器见接的念的统味变测电电。容谐压量容而，。电损须电的着电式容器器的器且谐在抗坏铭能投节容电器的二结组也波配器。记质资能器容组情次果侧不组电器电的所于量成。侧．电后况侧组会流系电以心可本电可流。下实进放总统容，。能并流以实无也测行大是中器设民长带实看测论电高无测值任在存组计用期来流功投达值何预在会配建存高补入次期谐引电筑在额谐值起系的而的波内谐统谐不电。
斯建平(杭州市房地产开发集团有限公司，杭州市310003)
CaseAnalysis ofHarmonic Amplification Caused byCapacitors
Si Jianping(HangzhouReal Estate DevelopmentGroup Co．，Ltd．，Hangzhou 310003，China)
Abstract The reactive power compensation
capacitor bank of the power transformer in a hospital
office building is damaged due to overheating，because
the capacitor bank without serial reactor is used，
resulting in harmonic of electricity load harmonic source
amplification．After the tunable capacitor bank is used in
the re—design，the resonance phenomenon disappeared．
Key words Reactive power compensation
Capacitor Reactor Harmonic Resonance 变压器二次侧电流(A】
电容器补偿容量
谐波次数
0kvar 50kvar 100kvar
摘要分析了某医院办公大楼供电变压器的无
l 600 538 512
功补偿电容器组损坏的原因：使用无串接电抗器的电
5 10 8 11
容器组。放大了用电负荷谐波源产生的谐波，致使电
7 4 5 9
容器过热而损坏．重新设计采用了调谐式电容器组
ll 30 62 283
后，谐振现象消失。 13 6 91 44
关键词 无功补偿 电容器 电抗器 谐波谐 17 2 8 2
振 THDu 3．8％ 5．9％ 19．6％
图1 变压器二次侧电流买测值
Fig．1 Measured current values on the secondary
1 案例 sideofthetransforlner
50 kvar的电容器投入．电容器上的实测电流有效值
某医院办公大楼供电给计算机用UPS的变压器的
无功补偿电容器组因过热而损坏。为找出电容器组损
，，。。为364A，电容器额定电流，。=S。，(、／丁以)=
坏的原因。进行了实地谐波测量。 100／(V'3-×0．4)=144A，，，。。，I。=2．5，相当于
2．5倍的额定电流流经电容器．这足以说明电容器
2分析
损坏的原因。根据《额定电压l 000 V及以下交流
2．1 变压器二次侧实测电流 系统用自愈式并联电力电容器》(IEC 60831)。电容
图l是测得的变压器二次侧谐波电流及电压总谐 器的最大运行电流不得超过其额定电流的1．3倍。
波畸变率(THD。)。从图1可知。当两组50kvar的电 2．3采用调谐式电容器组后．变压器二次侧实测电流
容器投入后出现严重的并联谐振．将30A的11次谐波 从谐波测量结果中可确认在系统中存在谐振现
电流(由UPS产生的)放大到283A(放大了约lO倍)， 象．因此重新设计了无功补偿系统。采用带电抗
同时THD。值也增加到19．6％。 器的调谐式电容器组。图3为投入带电抗器(电抗
2．2电容器组侧实测电流 率为14．8％)的调谐式电容器组后，变压器二次侧
图2为在电容器组侧测量电流的结果。当两组 电流和THD，，的测量结果。
55
电容器引起的谐波放大案例分析(斯建平) ■—■一建—测●测I箍量一量-—电点塑点·乞-型-·--。+!+_型_l_垫_B坠UlL!DING
21nE1k电电谐51l75541729l32114192Ir83图FMcvotcbslk变电谐05k1k177651127765l4441111T665图FMcvotssottasittcb5一C由几电2图出 1k电电谐51l715517ll1361l2，71图FMcvotcbsasittcbT3偿3由波波的波被费22 )mnnn0V4uOVluJ0VlnL000151l6836736ieahaaik0v0v7393705203654H．．．ieaheifhrfwnhuaa600550355ieuahaaifwnhuaa0年s0．．rrH结Ek0234galepndva0a351Dgalecdeatienpnk0lr．1garlepndtienpn0容波r容波r容波1容2压3流4容4Cvk．suakearru4O7．suoenetaakvkm．．sruakeetaak9ee图组．D．以源的无问关。第0Tavunecr％％％unensrcbcavJ2ueecrcbc—电投4是投8器次t器次t器次，语—Rra2rsi3rsdfhlira54rnsihli器器。采器％4Ireteaoietrettiet13都无以上负放功题注优C容do入drrno在入dono0期补数补数补数0Irymgr可rgr，—组二用组．4TeI偿偿可论偿保实荷大补日。良—器调调调Yr21侧次见调侧即目容容容来0组谐谐谐避投证侧时，偿趋会的2电侧谐电前稿量量．量使修侧式式式免入用值．造时严增电流电式流该回装在电电电电谐几电及使成，重大能(流电(医上不A流容容A容)(振容组)院质分用电谐．电质实A器器器调使)器采现电量析不容波低力量测组组组谐用组用象容。可串器观劣系意值后侧后式电后调．器见接的念的统味变测电电。容谐压量容而，。电损须电的着电式容器器的器且谐在抗坏铭能投节容电器的二结组也波配器。记质资能器容组情次果侧不组电器电的所于量成。侧．电后况侧组会流系电以心可本电可流。下实进放总统容，。能并流以实无也测行大是中器设民长带实看测论电高无测值任在存组计用期来流功投达值何预在会配建存高补入次期谐引电筑在额谐值起系的而的波内谐统谐不电。
AIGC在2010年4期的《建筑电气》杂志中，有一篇专题文章详细探讨了电容器在电力系统中可能引发的谐波放大现象。该文章通过对具体案例的深入剖析，阐述了电容器作为无功补偿设备，在电网运行时由于其非线性特性的介入，可能导致电网中的基波电压和电流畸变，进而放大了输入电源存在的高次谐波成分。
文章可能会详细介绍某个实际工程应用中，如商业楼宇或工业设施中安装的电容器组在运行过程中，由于采用传统（如铁芯或膜纸介）电容器而非理想的线性元件，当电网电压波动或者负载电流变化较大时，电容器内部的非线性伏安特性被激发，从而在交流电流中产生了较高的二次、三次乃至更高次谐波。这些谐波通过并联在电网中传播，不仅影响了电容器自身的性能和寿命，还可能对周边敏感用电设备造成谐波污染，甚至威胁整个电力系统的稳定性与效率。
文章将结合具体的测试数据、计算分析以及故障排除措施，深入解析了这一问题，并提出了预防和治理电容器引起谐波放大的有效策略和方法，以供广大建筑电气领域的专业人员参考借鉴。
