苏广
中电投（内蒙古西部）新能源有限公司
摘要：在分析高次谐波的危害的基础上，结合电解铝整流供电系统的特点，重点探讨了无功补偿与高次谐波抑制的实际情况，并分析了电网中含有谐波情况下的无功补偿应该注意的问题，希望对于今后保障电解铝整流供电系统的正常化运行有所帮助。
关键词：电解铝，供电系统，无功补偿，高次谐波抑制
针对当前的电解铝整流供电系统进行分析，其涉及到电力、控制和电子等综合技术，能实现电力系统中高效交换的合理化调整控制，并保障快速完成系统的相关功能。电力系统中的无功补偿工作则能有效保障实现功率因素得以提升，并保障相关的设备容量和功率损害得以降低，并能满足稳定化的电压工作要求，满足高质量的供电要求。结合长距离输电中的稳定性要求，则应保障尽可能消除晶闸管电路开关所引起的高频谐波分量和冲击无功分量的情况，因此，则应通过加装补偿和滤波装置来实现预期的供电改革发展。
1 高次谐波的危害
针对电网供电电压并不是完美的正弦波，考虑到整流供电二极管中单向导电的特点情况，结合相应的正反向电压影响，造成整流装置中的电流呈现出非正弦波的特点。特别是在相应的系统参数、运行条件、整流装置相数等影响下，其会存在着较大的畸变问题，从而所产生的谐波危害性不能忽视。具体来说，高次谐波危害主要涉及到如下方面：一是，电压波动造成三相不平衡，造成系统中存在着击穿电容器的可能；二是，用电设备的绝缘性受到影响，造成设备使用寿命大大降低；三是，造成继电保护装置可能存在着误动作的情况；四是，存在着电压闪变的情况，影响到高精度电子设备的正常化运行；五是，造成一定的人体伤害。
2 无功补偿与高次谐波抑制的现状
2.1无功功率补偿方法的现状
（1）高压集中补偿
结合负荷的实际情况来进行合理化的切换处理，以保障用户功率因数得到提升，造成功率因数提升，这样会增加电费。同时，这种方式能保障系统有效运行以及相关维护工作，具有比较高的补偿效益。
（2）低压集中补偿
能满足无功的就地平衡，具有较为简便的接线操作方式，这样就能节省劳动成本，保障资源利用率得到提升，具有较广泛的应用空间。
（3）低压个别补偿
这种方式占地面积小、投资成本低，具有较为灵活的操作方式，日常维护较为简便，安全性高。
2.2高次谐波抑制的现状
结合系统正常工作情况，在滤波装置的电感不改变的影响下造成电容值的变化，特别是相应的非线性设备及负荷供电情况下，则会出现相应的正弦波形畸变而导致高次谐波问题。
3 电网中含有谐波情况下的无功补偿
3.1对谐波源负载的补偿
针对谐波源负载的情况下，补偿电容器并非直接作用于电网，这样就通过电网阻抗和电容器构建成相应的并联谐振回路。考虑到5次谐波频率的谐振情况，这样会造成并联阻抗的大幅度提升，从而由于这样作用而流入谐振回路的基础上，出现了很高的谐波电压，经过相应的叠加影响则会造成电压波形的畸变问题。对于电网和电容器相互流动的平衡电流来说，则能往往实现谐波源中电流的数倍，造成谐波放大的情况下，这样就会造成电容器的长时间超负荷运行状态，甚至存在着击穿的风险。实践中，则应结合电网阻抗和电容器容抗，较为全面地预估并联谐振频率，合理化电容器容量的配置，有效控制谐波问题。
3.2 电容器回路串电抗
在系统中电容器串电抗的基础上，能构成串联谐振回路，这样情况下一般都是很低的阻抗的情况。这种仅仅吸收很少的谐波，则是称为失谐滤波回路，其主要则是避免造成谐波放大，并没有太多的滤波作用，仅能进行少量的5次及以上的谐波的吸收。谐波源产生的谐波主要是进入了电网。所以，从这个角度来看，纯滤波回路在吸收谐波的基础上，还能实现一定的补偿基波无功功率的作用。
结合串联谐振状态的特点，相关的合成阻抗大体接近为零，所以，能有效实现谐波的“短路”情况。考虑到滤波回路在谐振点的特点，在此范围中如果不存在特征谐波的情况，相应的并联谐振并没相应的危害性作用存在。
同时，电容器如果存在着三角形接线的方式，这样往往就可以满足谐振频率为特征谐振频率的96%左右，这样就能有效处理由于工况环境、电网频率波动所造成的电容量改变的情况。在滤波回路中，还会受到谐波负荷的作用影响，结合实际情况来看，不同谐振频率的滤波器在相关的两个过零点则会造成并联谐振点的出现，这是应该注意的问题。
3.3 滤波回路的无功功率调节
考虑到滤波回路的作用，这样难以保障满足基波无功功率的有效调节作用，大都是体现出进行相关回路的投切处理，一般来说，都是按照从低次到高次的投入顺序，切除顺序则是相反。特别是存在着容量较大的补偿滤波装置情况，则往往通过纯滤波回路和失谐滤波回路相互结合的方式开展。
针对两个同次滤波回路的情况分析，在一定的工况下，一个呈现感性，一个呈现容性，这样则会造成并联谐振，提升谐波。
一般来说，则通过并联方式，能够实现两个支路满足相关的特征谐波频率下呈感性要求，能实现各个支路电阻较为接近，从而实现合理化的电流分配工作，但应降低滤波效果。
另外，如果要保证进行吸收谐波，还应具有较强的调节灵活性，则是选择并联支路的方案，能将同次滤波回路按照相关要求进行电网的接入，保障实现各支路电容的并联要求，构建有效的滤波回路，有效实现预期的调节要求。
3.4 滤波回路的选择
在进行滤波回路的选择方面，主要涉及到两方面，一是，在进行谐波吸收的工作中，则应保障电网电压畸变的降低，而基波无功补偿则位于次要地位；二是，保障电网功率因数得到提升，能实现吸收谐波，并结合实际需求来进行无功补偿的配置工作。
4 结束语
综上所述，结合当前的电解铝整流供电系统的特点来看，所涉及到无功补偿及高次谐波的抑制对于保障系统稳定运行具有重要的作用，只有这样才能保障设备具有较长的使用寿命，实现系统的电能利用率得到全面提升。
参考文献：
[1] 周甫庆. 关于电解铝用整流器主体结构与运行探讨[J]. 轻金属, 2019年第6期:63-70.
[2] 李巍. 浅谈电解铝企业供电整流安全经济运行[J]. 铝
镁通讯, 2019年第2期:43-45.
作者简介：苏广 ，1982年09月，内蒙古巴彦淖尔市，注册安全工程师，中级工程师，大学本科学历，电气工程与自动化专业，中电投（内蒙古西部）新能源有限公司生产技术部副主任，生产及工程建设管理