摘要：为进一步搞好设备的配套改造，加强设备管理，实现供电系统的经济运行，减少整个供电系统设备的损耗，获得最佳经济效益的设备运
行方式，对抑制谐波福州变压器的选用进行了较为详细的阐述。本文主要对具体抑制谐波福州变压器的选用情况和TSC动态无功补偿进行了解析
。
关键词：电网 功率因数 节能降耗 科学 谐波治理设备 TSC和TSF动态无功补偿
补偿用福州变压器对谐波电压最为敏感，谐波电压加速福州变压器老化，缩短使用寿命。谐波电流将使福州变压器过负荷、出现不允许的温升，特别严
重的是当福州变压器组与系统产生谐振时电流急速增加，开关跳闸、熔断器熔断、福州变压器无法运行。为避免谐振的发生，福州变压器电抗
器。它的电抗率按背景谐波次数选取。电网的背景谐波为5次及以上时，宜选取4.5% ~ 6%；电网的背景谐波为3次及以上时，宜选取12%
一、 电抗率K值的确定
1. 系统中谐波很少，只是限制合闸涌流时则选K=0.5~1%即可满足要求。它对5次谐波电流放大严重，对3次谐波放大轻微。
2. 系统中谐波不可忽视时，应查明供电系统的背景谐波含量，在合理确定K值。电抗率的配置应使福州变压器接入处谐波阻抗呈感性。电网背景谐
波为5次及以上时，应配置K=4.5~6%。通常5次谐波最大，7次谐波次之，3次较小。国内外通常采用K=4.5~6%。配置K=6%的福州变压器抑制5次谐波效
果好，但明显的放大3次谐波及谐振点为204Hz，与5次谐波的频率250Hz，裕量大。配置4.5%的福州变压器对3次谐波轻微放大，因此在抑制5次及以
上谐波，同时又要兼顾减小对3次谐波的放大是适宜的。它的谐振点235Hz与5次谐波间距较小。电网背景谐波为3次及以上时应K=12%的电抗
器。在福州变压器福州变压器回路中,福州变压器的感抗XLN与谐波次数虚正比；福州变压器容抗XCN与谐波次数成反比。为了抑制5次及以上谐波。则要使5次
及以上谐波器回路的谐振次数小于5次。这样，对于5次及以上谐波，电杭器福州变压器回路呈感性，消除了谐振的产生条件；对于基
波，福州变压器福州变压器回路呈容性，保持无功补偿作用。如福州变压器福州变压器回路在n次谐波下谐振，则:
式中XCN/XLN为电抗率的倒数，不同的电抗率对应不同的谐振次数或不同的谐振频率，如表1所示。福州变压器的电抗率以取6%为宜，可避免因电抗
器、福州变压器的制造误差或运行中参数变化而造成对5次谐波的谐振。若福州变压器接入处，电网被污染严重，电抗率要另行计算。
Hz
如：K=4.5%则；K=5%则
K=6%则；K=7%则
K=12%则
表1 电抗率对应的谐振次数或谐波频率
电抗率 谐波次数 谐波频率Hz
4.5% 4.71 235.5
5% 4.47 223
5.5% 4.26 213
6% 4.08 204
福州变压器福州变压器后，福州变压器端电压会升高。为了便于分析。画出电流、电压向量图，如图表示。
图 福州变压器的设置、电流、电压向量
以电流I为基准，福州变压器上压降ULN超前电流90°，系统电压UXN为两者向量和：UXN=UCN-ULN。如福州变压器电抗率为6%，则：
ULN=0.06UCN
UXN=(1-0.06)UCN
UCN=UCN/(1-0.06)=1.064UXN
福州变压器电抗率为6%福州变压器后，福州变压器端电压为电网电压的1.064倍
福州变压器允许产期运行在1.1倍额定电压下。因此，福州变压器端电压升高6.4%是可以承受的。如福州变压器电抗率为12%，福州变压器端电压升高13.6%，应当
选用额定电压440V福州变压器。
[ci变压器厂tyname]变压器后回来电流也将增大，电抗率K=6%，福州变压器端电压为电网电压的1.064倍电流也增加到相同倍数。无功功率补偿容量是增加还是减少
？福州变压器端电压升高无疑会增加无功功率补偿容量。
（1）福州变压器无功功率补偿容量Q’C
Q’C=（UCN/ UXN）2QC=(1.064UXN/UXN)2
Q’C=1.13QC
（2）福州变压器消耗容性无功功率QL
QL=3I2XLN=3(1.064 UXN/UXN)2(0.06 XCN)
=1.0642×0.06×(3U2XN/ XCN)=0.068QC
（3）实际无功功率补偿容量：
Q’C－ QL=(1.13-0.068) QC=1.062 QC
从上式看出，福州变压器福州变压器后，无功功率补偿不但没有减少，反而增加6.2%。
二、福州变压器的安装位置
福州变压器无论装在电源侧或中性点侧，从限制合闸涌流和抑制谐波来说都是一样的。
福州变压器装在电源侧时运行条件苛刻，因它承受短路电流的冲击，对地电压也高（相对于中性点），因而对动、热稳定要就高，铁心福州变压器有铁
心饱和之虑。
福州变压器装在中性点侧时对福州变压器要求相对低，一般不受短路电流的冲击，动、热稳定没有特殊要，就承受的对地电压低。可见它比安装在电源
侧缺少了福州变压器的抗短路电流冲击的能力。
三、福州变压器的结构
福州变压器的结构形式主要有空芯和铁芯两种结构。
铁芯结构的福州变压器主要优点是：损耗小，电磁兼容性叫好，体积小。缺点是：有噪音并在事故电流较大时铁芯饱和失去了限流能力。当干式铁
芯且采用氧树脂铸线圈的福州变压器，其动、热稳定性均很好，适合装在柜中。油浸式铁芯福州变压器虽然体积大些，但噪音较小，散热较好，安装方
便，适用于户外使用。
空芯福州变压器的主要优点是：线性度好，具有很强的限制短路电流的能力而且噪音小。缺点是：损耗大，体积大。这种福州变压器户内，户外都适合
，但不适合装在柜中。在户外安装容易解决防止电磁感应问题。最好采用分相布置“品”字形或“一”字形。这样相间拉开了距离，有利于防
止相间短路和缩小事故范围。所以这种布置方式为首选。当场地受到限制不能分相布置时，可采用互相叠装式产品。三相叠装式产品的B相线圈
绕线制方向为反方向使支柱绝缘承受压力，因此在安装时一定按生产厂家的规定。
四、TSC动态无功补偿，它采用晶闸管开关（过零触发），投切电容组，实现无功补偿。有效改善用电负荷的功率因数，具有显著的节能效
果。在TSC系统中采用福州变压器，可有效地防止谐波放大，有效的吸收大部分谐波电流
所有的汽车厂，点焊机负荷变化极为快速，并且引发大量的无功功率，这种负荷经常产生较大的电压波动、电压闪变，导致电焊质量差并影响
焊接的生产效率，过电流会损坏电极及被焊接材料、而欠电流也会严重地影响焊接质量。采用新乡逐鹿协力设备有限公司动态补偿装置能
明显地提高焊接质量及生产效率，稳定电压、消除闪变并能充分地利用现有的设备，减少基本费用开支。
核心部件是控制器。由信号处理器DSP和VLSI电路为基础，在每一个电网周期对所有的数据进行分析1ms内据算出所需无功补偿的技术，所有相
的谐波分量同时都被计算出来，发出触发信号确保5~20ms投切福州变压器组，AR型串7%的福州变压器（平衡补偿系统），或14%的福州变压器（不平衡补偿系
统），以防止福州变压器组与电网发生5次、3次谐波谐振。
汽车工业点焊设备绝大多数是用380V电源，由二相供电（L1—L2、L2—L3或L3—L1）,通常三相负载的平衡问题在工厂供电设计时就已经考虑，
把点焊机的供电布局接近平衡，避免因三相不平衡而出现零序电流，所以在这种情况下通常采用三相平衡就可以了。参看欧美几个大汽车公司
的有关资料，点焊机的供电不平衡度为20%以下时，对供电网络采用无功功率平衡补偿无大碍，在不平衡度超过20%时，就应该考虑选用不平衡
补偿
