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[摘 要]本文主要对35kV整流系统中的谐波治理经验，以及如何提高功率因数的相关方法方法进行简单的研究和探讨。希望能通过对目前我国整流系统中存在的问题进行探索和总结，进而为我国以后对35kV整流系统中的谐波治理经验以及关于提高功率因数的方法等相关工作提供经验和借鉴。从而提出一些有效的建议和意见。
[关键词]35kV整流系统；谐波治理；提高功率因数
中图分类号：S921 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0011-01
笔者写作本论文的主要目的是希望能够总结出35kV整流系统的谐波治理的相关经验，以及采取什么样的措施才能提高功率因数。随着社会经济的快速发展，以及我国企业规模越来越庞大，在很多的企业运转过程中离不开整流设备等基础设施。除此之外，整流系统具有负载非线性以及波形非正弦的特点。并且因为整流设备是电子电子器件所组成的，所以整流设备中流动的电流不仅仅只是包含基波，而且还包含大量的谐波。而生成的谐波是一种电流污染源，它能够在很大的程度上影响到整个整流设备的正常运行情况。所以希望能够对上述问题提出行之有效的解决措施，从而提高我国整流系统的使用效率。
1.35kV整流系统的谐波治理经验概述
以河南神马氯碱化工股份有限公司针对35kV整流系统的谐波治理经验，以及提高功率因数的方法为例。该企业自从取消了金属阳极的电解装置，并且将原装置改为离子膜法烧碱生产装置以后，也将原来的电流变压器7147kVA增加了将近两倍，并且将原整流变压器的移相角做了适当的调整，使变压器的容量接近，从而形成了近似等效24相整流电路。该企业的上述措施明显减少了整流系统所生成的谐波对电网污染的程度，但是因为原整流变压器的总容量在不断的增加，从而不能使等效24相整流电路有效形成，所以使原110千伏变电站35千伏母线的谐波生成量超标，也使相关的功率因数很难达到符合于相关供电系统的标准和要求。使生成的谐波污染继续扩张，并且使低压无功补偿的相关装置无法进入正常运行的状态。
所以该企业通过在线测量以及做出了相关工作的分析和总结，找到了整流系统生成谐波污染的源头，进而使该企业在最大程度上减小了对电网系统的损伤程度。除此之外，该企业还通过对谐波畸变的概率进行了有效计算，进而根据相关数据对无功补偿装置以及滤波器等装置做出了合理的调整，从而抑制谐波污染的范围。这样能够在很大程度上使功率因数得到有效提高，并且也能够保障企业的整个整流系统供电的稳定性和安全性。
2.有效提升高功率因数的方法概述
（1）方案的设计。在整个整流系统运行期间，电流系统会随着时间的推移，所产生的谐波污染总量也持续升高。所以在整流系统运行的期间内，电网系统的功率因数与谐波总量呈反比例的生成趋势。而正是因为功率因数偏小，所以这会在很大程度上影响到企业的电网系统正常运行的状态，以及运行的质量。除此之外，这也会对企业的供用电网或者其他设备造成一定的影响作用。其影响主要表现包括对电气设备造成的危害以及对大量无功造成的危害两方面。
首先生成的谐波电流对电气设备所形成的危害上，其主要包括对供电变压器、旋转电动机以及并联电容器等设施。谐波电流在对企业供电变压器上的影响，其主要表现为产生一些附加性的损耗，使得设备的表面温度呈现急速增加的趋势，除此之外，造成设备的出力不断下降，从而严重的影响到了企业变压器的使用效率和使用寿命。所产生的谐波电流对旋转电动机方面的影响，其主要是表现为使旋转电动机产生一些附加损耗的。除此之外，所产生的谐波电流还对旋转电动机自身的机械振动以及声音和电压产生一定的影响。所产生的谐波电流对于并联电容器所产生的影响。主要是表现有：在已经产生的谐波不断的被放大的过程当中，能够直接破坏到并联电容器自身的电压以及电流的，更为严重时，甚至可能会威胁到整个企业供电系统的运行状态。
其次生成的谐波电流对大量无功所形成的危害上，其主要表现为大量的无功会导致电网系统的功率因数受到影响，从而造成变流设备的自然功率因数偏低。其主要危害表现为：会使供电线路的损失程度极大的增加，因此只有增大供电线路的横截面积，才能够有效减少在该部分的损失程度。其次大量无功增加了线路上的电压损失，并且也降低了电压线路的质量。除此之外，大量无功会导致企业的电费支出增加，并且也会使企业的生产成本提高。这在一定程度上会降低企业的经济收益情况。
（2）补偿容量计算。在对于补偿之前的35kV母线的有功功率上则是为：，而被需要补偿的无功功率上则是为：Q=，在对其进行全面综合的考虑到各种不同的情况之后，是需要加强对于选择高压无功补偿兼滤波装置的重视度，而在这其中的补偿容量上，则是为7.4Mvar。在此种状况下，那么对于110kV母线的功率因数，则是为0.93，当整个母线负荷在一定程度上增加的过程当中，那么是能够很好的满足于整个补偿得要求的。
（3）谐波电流分析。在对于谐波电流的分析当中，是可以依靠我国相关标准的《电能质量公共电网谐波》GB/T，来先对整个电动机在运行过程当中，所产生的谐波量进行事先的计算，然后在逐个对每个谐波源，来进行同次谐波电流的叠加然后在进行计算。在对于同次谐波电流相位角确定的过程时，是可以依照：在这其中，I1n则指的就是第一个谐波源的n次谐波电流，I2n则指的就是第二个谐波源的n次谐波电流，在对于相位角不能够很好的进行确定的过程当中时，这时候当谐波的次数n是为3.5.7.9.11过程时，那么对于kn的取值上，則是为1.62、1.27、0.72、0.16、0.08，而一旦谐波源n处于9～13之间的奇数时，那么对于n的次数上则是呈现出偶次现象。
（4）国际限值。在对于谐波的电压以及电流的标准上，是一定要严格按照我国相关的《电能质量以及公共电网谐波》的标准范围。具体如下：在对于电网标称电压的35kV时，那么电压的总谐波畸变率则是要在3.0%左右，那么对于奇次谐波电压含有率则是要被限定在2.4%之内，对于偶次谐波电压所含有的比例率则是在为1.2%，在将其注入到公共连接点的35kV以及110kV的谐波电流的标准值来与35kV母线在负载状态下所产生的总谐波电流进行对比，使其一定要达到我国相关的标准要求。
3.结论
只有真正的加强对我国35kV整流系统的谐波治理经验以及有效提升功率因数方法的重视度，才能够在最大限度上推动我国35kV整流系统的发展。
参考文献
[1] 庄劲武，徐国顺，张晓锋，杨锋，王晨.多相发电机整流供电系统短路限流装置分析与设计[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2006（02）.
[2] 宁志毫，罗隆福，张志文，许加柱，赵志宇.节能滤波型变压器及其整流系统关键问题研究[J].电力自动化设备，2012（04）.
[3] 张晓虎，罗隆福，李勇，刘洁.大功率工业整流系统能效在线监测系统及其远程校准算法[J].电力自动化设备，2014（12）.
[关键词]35kV整流系统；谐波治理；提高功率因数
中图分类号：S921 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0011-01
笔者写作本论文的主要目的是希望能够总结出35kV整流系统的谐波治理的相关经验，以及采取什么样的措施才能提高功率因数。随着社会经济的快速发展，以及我国企业规模越来越庞大，在很多的企业运转过程中离不开整流设备等基础设施。除此之外，整流系统具有负载非线性以及波形非正弦的特点。并且因为整流设备是电子电子器件所组成的，所以整流设备中流动的电流不仅仅只是包含基波，而且还包含大量的谐波。而生成的谐波是一种电流污染源，它能够在很大的程度上影响到整个整流设备的正常运行情况。所以希望能够对上述问题提出行之有效的解决措施，从而提高我国整流系统的使用效率。
1.35kV整流系统的谐波治理经验概述
以河南神马氯碱化工股份有限公司针对35kV整流系统的谐波治理经验，以及提高功率因数的方法为例。该企业自从取消了金属阳极的电解装置，并且将原装置改为离子膜法烧碱生产装置以后，也将原来的电流变压器7147kVA增加了将近两倍，并且将原整流变压器的移相角做了适当的调整，使变压器的容量接近，从而形成了近似等效24相整流电路。该企业的上述措施明显减少了整流系统所生成的谐波对电网污染的程度，但是因为原整流变压器的总容量在不断的增加，从而不能使等效24相整流电路有效形成，所以使原110千伏变电站35千伏母线的谐波生成量超标，也使相关的功率因数很难达到符合于相关供电系统的标准和要求。使生成的谐波污染继续扩张，并且使低压无功补偿的相关装置无法进入正常运行的状态。
所以该企业通过在线测量以及做出了相关工作的分析和总结，找到了整流系统生成谐波污染的源头，进而使该企业在最大程度上减小了对电网系统的损伤程度。除此之外，该企业还通过对谐波畸变的概率进行了有效计算，进而根据相关数据对无功补偿装置以及滤波器等装置做出了合理的调整，从而抑制谐波污染的范围。这样能够在很大程度上使功率因数得到有效提高，并且也能够保障企业的整个整流系统供电的稳定性和安全性。
2.有效提升高功率因数的方法概述
（1）方案的设计。在整个整流系统运行期间，电流系统会随着时间的推移，所产生的谐波污染总量也持续升高。所以在整流系统运行的期间内，电网系统的功率因数与谐波总量呈反比例的生成趋势。而正是因为功率因数偏小，所以这会在很大程度上影响到企业的电网系统正常运行的状态，以及运行的质量。除此之外，这也会对企业的供用电网或者其他设备造成一定的影响作用。其影响主要表现包括对电气设备造成的危害以及对大量无功造成的危害两方面。
首先生成的谐波电流对电气设备所形成的危害上，其主要包括对供电变压器、旋转电动机以及并联电容器等设施。谐波电流在对企业供电变压器上的影响，其主要表现为产生一些附加性的损耗，使得设备的表面温度呈现急速增加的趋势，除此之外，造成设备的出力不断下降，从而严重的影响到了企业变压器的使用效率和使用寿命。所产生的谐波电流对旋转电动机方面的影响，其主要是表现为使旋转电动机产生一些附加损耗的。除此之外，所产生的谐波电流还对旋转电动机自身的机械振动以及声音和电压产生一定的影响。所产生的谐波电流对于并联电容器所产生的影响。主要是表现有：在已经产生的谐波不断的被放大的过程当中，能够直接破坏到并联电容器自身的电压以及电流的，更为严重时，甚至可能会威胁到整个企业供电系统的运行状态。
其次生成的谐波电流对大量无功所形成的危害上，其主要表现为大量的无功会导致电网系统的功率因数受到影响，从而造成变流设备的自然功率因数偏低。其主要危害表现为：会使供电线路的损失程度极大的增加，因此只有增大供电线路的横截面积，才能够有效减少在该部分的损失程度。其次大量无功增加了线路上的电压损失，并且也降低了电压线路的质量。除此之外，大量无功会导致企业的电费支出增加，并且也会使企业的生产成本提高。这在一定程度上会降低企业的经济收益情况。
（2）补偿容量计算。在对于补偿之前的35kV母线的有功功率上则是为：，而被需要补偿的无功功率上则是为：Q=，在对其进行全面综合的考虑到各种不同的情况之后，是需要加强对于选择高压无功补偿兼滤波装置的重视度，而在这其中的补偿容量上，则是为7.4Mvar。在此种状况下，那么对于110kV母线的功率因数，则是为0.93，当整个母线负荷在一定程度上增加的过程当中，那么是能够很好的满足于整个补偿得要求的。
（3）谐波电流分析。在对于谐波电流的分析当中，是可以依靠我国相关标准的《电能质量公共电网谐波》GB/T，来先对整个电动机在运行过程当中，所产生的谐波量进行事先的计算，然后在逐个对每个谐波源，来进行同次谐波电流的叠加然后在进行计算。在对于同次谐波电流相位角确定的过程时，是可以依照：在这其中，I1n则指的就是第一个谐波源的n次谐波电流，I2n则指的就是第二个谐波源的n次谐波电流，在对于相位角不能够很好的进行确定的过程当中时，这时候当谐波的次数n是为3.5.7.9.11过程时，那么对于kn的取值上，則是为1.62、1.27、0.72、0.16、0.08，而一旦谐波源n处于9～13之间的奇数时，那么对于n的次数上则是呈现出偶次现象。
（4）国际限值。在对于谐波的电压以及电流的标准上，是一定要严格按照我国相关的《电能质量以及公共电网谐波》的标准范围。具体如下：在对于电网标称电压的35kV时，那么电压的总谐波畸变率则是要在3.0%左右，那么对于奇次谐波电压含有率则是要被限定在2.4%之内，对于偶次谐波电压所含有的比例率则是在为1.2%，在将其注入到公共连接点的35kV以及110kV的谐波电流的标准值来与35kV母线在负载状态下所产生的总谐波电流进行对比，使其一定要达到我国相关的标准要求。
3.结论
只有真正的加强对我国35kV整流系统的谐波治理经验以及有效提升功率因数方法的重视度，才能够在最大限度上推动我国35kV整流系统的发展。
参考文献
[1] 庄劲武，徐国顺，张晓锋，杨锋，王晨.多相发电机整流供电系统短路限流装置分析与设计[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2006（02）.
[2] 宁志毫，罗隆福，张志文，许加柱，赵志宇.节能滤波型变压器及其整流系统关键问题研究[J].电力自动化设备，2012（04）.
[3] 张晓虎，罗隆福，李勇，刘洁.大功率工业整流系统能效在线监测系统及其远程校准算法[J].电力自动化设备，2014（12）.