摘 要: 以地铁行业为例，阐述了滤波和无功补偿装置的作用，针对谐波造成的主要问题，分析了谐波产生的原因，并分别介绍了滤波和无功补偿低压 400 V 解决方案的优缺点，以促进滤波和无功补偿装置的推广应用。

关键词: 滤波，无功补偿装置，电网，解决方案

 

      电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消耗的部分无功功率小电网电源向感性负荷提供无功功率、也即减少无功功率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。本文以地铁行业为例，阐述了滤波和无功补偿装置的作用，谐波产生的原因及解决谐波的方案。

 

      供电系统采用集中 110/35 kV 两级供电方式，每条线设两座110 /35 kV 主变 电 所，牵 引 变 电 所: 电 动 车 组 通过 AC35 kV /DC1 500 V 架空接触网受电，降压变电所: 35 kV /400 V 车站动力照明供电，降压所400 V 侧采用单母线分段接线方式，两段母线之间设母联断路器。

 

      1) 高压侧: 35 kV 侧牵引变电所 24 脉冲整流机组产生 23，25次谐波。2) 低压侧: 变频自动扶梯、UPS、电子整流器、软启动器。

      三相非线性负荷产生的 5，7，11，13 等次谐波，单相非线性负荷产生的 3，9 等次谐波。

      35 kV 侧电压谐波实测值: 电压畸变率 95% 的概率大值超过标准规定的 3%上限( 见表 1) 。

      400 V 侧电压谐波实测值: 最大值已经超标( 见表 2) 。

      400 V 侧电流谐波实测值: 总谐波电流 95% 概率大值 60 A，主要是 3，5，7，11，13，23，25 次谐波( 见表 3) 。

      1) 低压电容器损坏: 以前设计的低压无功补偿装置没有抗谐波能力( 没有串联电抗器) ，谐波流入电容器造成电容器长期过载运行而损坏，尤其在引发共振的情况下，电网无法安全供电。2)损耗增加: 谐波流经电缆因集肤效应造成损耗增加电缆过热，谐波流经变压器因磁滞和涡流效应造成的铜损和铁损导致温升增加，噪声增大用户有功损耗增加，支付更多电费。3) 断路器误动作，过载保护提前启动; 发热增加，熔丝提前熔断。4) 直接影响马达的转矩的大小和规律性，降低马达性能。5) 需要采用更大截面的电缆和导线。6) 零点电位飘移，三相电压不平衡。7) 损坏敏感的控制设备，如: 控制用 PLC 误动和损坏、仪表错误显示。8) 干扰电子通讯。