任婷1（1.富拉爾基鋼廠工程師，黑龍江富拉爾基郵政編碼低諧波電壓以延長電容器壽命。

　　并聯(lián)電容器）以下簡稱電容器*是一種具有投資省、損耗低、運行維護簡單等優(yōu)點的靜止電器，它在電業(yè)部門及電力用戶中得到廣泛的使用。由于電容器的阻抗呈容性，比其它電器更易受到諧波的影響。因此，為了保證電容器的安全運行，必須限制電網(wǎng)諧波電壓。

　　1諧波對電容器的影響（1）導(dǎo)致電容器過電流和過負荷當(dāng)電容器接入電網(wǎng)后，在電容器兩端的電壓中含有2至！次諧波時，其有效值為！次諧波電壓；"1*基波電壓。

　　通過電容器的電流有效值為電容器的無功輸出容量為：~式（3）可以看到，當(dāng)電網(wǎng)存在諧波時，電流有效值的增長要比電壓有效值的增長來得迅速，特別是含有較高次諧波時，更為顯著。諧波電流的增長將使電容器的損耗功率相應(yīng)增加，其結(jié)果導(dǎo)致電容器異常發(fā)熱。

　　電容器的損耗功率可由下式?jīng)Q定：角正切值；+*極板的金屬電阻和接觸電阻的等效電阻。

　　由于電網(wǎng)中諧波的頻率范圍不寬，介質(zhì)的tg"式（4）中的前一項是電容器介質(zhì)在含有諧波的情況下的損耗功率，它與僅有基波時的情況相比，其增加的倍率正好與無功容量增加的倍率相等。

　　式（4）中的后一項是電容器的極板金屬電阻和接觸電阻在含有諧波情況下的損耗功率，它與僅存在基波的情況相比，其增加的倍率是電流增加的倍率的平方值。

　　根據(jù)式（4）可計算得電容器因諧波的影響而導(dǎo)致其損耗功率增加的倍數(shù)。

　　對于膜紙復(fù)合介質(zhì)電容器，其損耗功率在基波下為因諧波影響，又考慮電容器的允許條件：①通過電容器的穩(wěn)態(tài)過電流應(yīng)不超過電容器在額定情況下電流的1.3倍；②電容器的無功容量比較大過載倍數(shù)為1.35倍。其損耗功率增加，比較大可能達到同樣可計算得全膜電容器的損耗功率比較大可能增加倍率為S=1.43.若諧波含量較高，超出電容器允許條件時，將使電容器的損耗功率增加倍率比上述值更加額定電壓。

　　如果電容器在不高于1.1"7下長期運行，則包括所有諧波分量在內(nèi)的電壓峰值應(yīng)不超過1.2"2電容器能承受的穩(wěn)態(tài)過電流，應(yīng)不超過在額定頻率、額定正弦電壓下電流，81（=！C"N）的1.3倍。

　　電容器的無功容量輸出應(yīng)不超過額定無功容量-N的1.35倍。

　　上述條件應(yīng)同時考慮并滿足。

　　現(xiàn)假設(shè)電網(wǎng)中只有一個主諧波，其電壓為大，將會導(dǎo)致電容器異常發(fā)熱。

　　電容器絕緣介質(zhì)工作壽命與有機絕緣材料電老化的規(guī)律相符，即作電壓；％?取決于介質(zhì)材料與結(jié)構(gòu)的指數(shù)，一般為7~9.由式（7）可知，電壓每升高105，電容器的壽命就要縮短二分之一左右。諧波存在使電壓升高，因此使電容器壽命縮短。

　　諧波的存在往往使電壓波呈尖頂狀，而尖頂?shù)幕冸妷翰ㄐ螌橘|(zhì)壽命的影響比較為嚴重。在含有諧波的電壓作用下，每個周波的局部放電能量顯著增加，從而使電容器的工作壽命相應(yīng)縮短。絕緣介質(zhì)的工作壽命與局部放電功率P的關(guān)系如下式：材料的常數(shù)。

　　由式（8）可見，在T、B均一定的情況下，T與P成反比，即局部放電功率增加必然使介質(zhì)工作壽命縮短。

　　諧波過電流和過負荷將使電容器工作溫度升高，在電場和溫度作用下介質(zhì)材料會老化，使用壽命就將縮短。

　　2電容器械在諧波情況下的過載能力電容器單元承受穩(wěn)態(tài)長期過電壓的比較高值應(yīng)且其電壓峰值滿足：根據(jù)上述假設(shè)可得：則通過電容器的電流為：由此可知，在相同的基波與諧波電壓下，實際允許通過電容器的過電流倍數(shù)隨著諧波次數(shù)不同而不同，諧波次數(shù)較低時，允許的過電流倍數(shù)是不允許的（因為國標規(guī)定/81.3/81）。在這樣的情況下應(yīng)設(shè)法降低諧波電壓。因此在總諧波電壓相同的情況下，較高次諧波的電壓應(yīng)有較低的畸變率。

　　3結(jié)語綜上所述，為了保證并聯(lián)電容器的安全運行，提高電容器的使用壽命，必須將電網(wǎng)諧波電壓限制在規(guī)定范圍之內(nèi)，以保障電力網(wǎng)絡(luò)正常供電。