有源滤波动态无功补偿装置的研究与应用
【摘 要】 通过分析包含晶闸管控制电抗器(TCR)、有源电力滤波器(APF)及固定滤波器(FC)等几部分组成的SVC系统来实现无功与谐波综合补偿方案，简要介绍了动态下对电网无功补偿和滤除谐波的作用，使电网电压保持稳定，减少电网的无功损耗，消除谐波对电网的影响，改善了电网电能质量，也彻底避免了电容器与系统发生谐振的现象使功率因数不小于0.97，减少了系统的线损，提高了变压器的供电出力同时将施工中发生的问题进行分析处理，为同行业工作者提供现实的借鉴作用
【关键词】 电力滤波器 谐振 动态补偿 功率因数 质量
大功率的整流器，变频器以及我们日常应用的电视机、变频空调等电力电子技术得到广泛应用，带给我们方便的同时，这些高科技设备也产生大量的高次谐波，如3次、5次、7次谐波等，这些谐波含量超过一定值时会严重影响电子设备的正常工作，严重时会损坏电子设备，甚至造成产品质量事故。谐波污染是和交流电与日俱生的，消除和治理困扰电力系统多年的谐波污染，是电力工程技术人员亟待解决的技术问题。
目前，无源电力滤波器由于成本低，一定技术参数下效益高，故在特定范围内得到了广泛的应用。若设计一套适宜所有运行系统，且性能优良的无源滤波系统需要大量的前期测试和技术调查，使无源滤波器的设计较为困难。同时，无源电力滤波器受制于电网和负载之间的谐振，要避免与系统发生谐振，无源电力滤波器的谐振点往往要设计成偏离需要滤除特定次谐波的谐振点，滤波效果严重偏离理想目标。无源滤波器件性能的漂移，影响了它的补偿效果。不仅如此，当系统运行方式发生变化、线路负载增加等引起的电力系统阻抗值变化时，将起不到滤除谐波的作用，反而会放大某些谐波。
有源滤波器可单独使用，尽管能很好的滤除系统谐波，已经在电力系统中备受关注。但要求变流器具有较大的容量，投资很大。故单纯有源电力滤波器只适用于低压小容量非线性负载的场合。由于成本等方面的制约，不适宜高压大功率、大容量系统。
研制混合型电力滤波器(TCR+FC+APF)，从根本上滤除谐波、消除与电网阻抗发生谐振的缺点，自动跟综调节无功补偿量和系统电压，提高功率因数和稳定电压，且投资少，效益高。有源滤波动态无功补偿装置是适宜范围广大的新型设备，是电力系统和广大客户所期盼的综合补偿装置。
1 结构、原理和功能
1．1 系统基本参数
晶闸管控制电抗器TCR容量：3000kvar；5次同定滤波器安装容量：2100kvar；7次同定滤波器安装容量：900kvar：11次固定滤波器安装容量：1800kvar；有源电力滤波器APF容量：50kvar。
1．2 使用条件
环境温度：－5℃－40℃；大气压力：80kPa－110kPa：相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90％，同时该月的月平均最低温度为25％，且表面无凝露。使用场所：应有防御雨、雪、风、沙的设施，不允许有强烈的振动和冲击。
1．3特点及原理
混合型电力滤波器(TCR+FC+APF)，即能很好的滤除谐波，消除与电网阻抗发生谐振的缺点，且投资少，效益高，适宜范围广大。包含晶闸管控制电抗器(TCR)、有源电力滤波器(APF)及固定滤波器(FC)等几部分组成。其中无源固定滤波器由3个单调谐支路组成，他们是5次、7次、11次滤波器。有源滤波器(APF)与一个很小的附加电感La通过耦合变压器并联后串入无源滤波器中。耦合变压器起到隔离、匹配PWM变流器的电压与电流容量的作用。谐波和无功主要由无源滤波器补偿，而APF的作用是改善无源滤波器的滤波特性和抑制电网与无源滤波器之间可能发生的谐振。
该装置工作时，滤波器支路全部投入系统，晶闸管控制电抗器(TCR)采样系统的无功功率及功率因数，计算出系统的无功功率，并与装置设定的目标无功功率相比较。计算出需要补偿的感性功率的大小，并计算出可控硅的导通角，控制电抗器投入感性无功的大小，进而控制系统的功率因数不小于0.97，同时滤波支路与APF配合滤除系统及TCR装置产生的谐波，使电网电压的电压畸变率优于国家标准。混合型电力滤波器一方面极大地改善了无源滤波器的补偿效果，另一方面，使得有源滤波器能以相对较低的容量应用于大功率场合，确保了系统的性能安全稳定和投资与运行成本低廉。在6kV、10kV、35kV、110kV中压配电系统中，为了更好地为用户服务，提高电能的质量，故采用SVC。即TCR与固定的电容器C配合实现对无功的动态控制，从而在负荷动态变化的过程中保持较高功率因数，同时达到降损节能之目的。在谐波的治理上，TCR型的SVC通常与FC配合使用，滤除TCR及系统负荷产生的谐波。由于在设计上要避免与系统发生谐振，FC总是与系统频率具有一定的频偏，影响了系统的滤波效果，但即使如此仍然存在与系统间发生谐振的可能。单一的APF能够对谐波进行理想的补偿，但由于APF成本太高，因此总是通过与FC混合使用，使性能和成本兼顾。本系统即是采用该方式。其结构原理如图1所示。其把5次、7次、11次固定滤波器设计在谐振点，采用APF控制系统的谐波及FC和系统间的谐振，从而完全滤除系统及TCR产生的滤波。TCR控制装置通过测量系统工频变化量及人为给定量，计算出系统的有功功率，无功功率，根据无功功率的大小，计算出需要投入的感性无功功率。经过运算处理，产生相应的触发脉冲，调节可控硅的导通角，控制TCR电抗器投入的无功功率，以使电网功率因数保持稳定。
1．4 主要功能
提高变电所(35及6kV侧)的功率因数，使系统的平均功率因数≥0.97：抑制电网电压波动，满足国标要求；防止系统发生谐振，增强系统安全性；滤除TCR及系统电网中的谐波，使电网的谐波含量满足国家标准。
2 各元件功能
2．1 晶闸管控制电抗器(TGR)
TCR的主电路为三角形连接(见图2)，包括可控柜阀体、电抗器组成，其中每相由2个电抗器串联而成，分别位于阀体的两侧，以限制因可能的匝间短路引起的过电流。
TCR控制装置采集35(或6)kV系统总的负载电流及系统电压互感器输出电压，计算出系统的无功功率，并与装置设定的目标无功功率相比较，计算出需要补偿的感性功率的大小并计算出可控硅的导通角，通过光纤传到可控硅。同时采集可控硅阀体的电流，当三相电流不平衡或可控硅过流时，输出跳闸接点并作用于跳闸回路，以保护可控硅。
该TCR系统由3部分组成：TCR控制装置，高压可控硅阀柜、三相高压电抗器等。
2．1．1 TCR控制装置
在SVC保护柜内安装，通过光纤控制可控硅的导
通，并把可控硅故障信号通过光纤传到TCR控制装置，由控制装置发故障信号。TCR阀柜采用ABB公司高压阀技术制造，外形尺寸：2350x1400x1400。晶闸管阀由反并联可控硅构成，两个反并联可控硅组成一个组件，每相可控硅阀由4个组件串联成。可控硅阀采用热管散热技术，整个柜体采用风冷方式。
2．1．2 TCR阀的基本参数
根据详细计算，得到本补偿滤波装置中TCR阀的基本参数如表1所示。
2．1．3 TCR阀体
主要由下列部分组成：晶闸管串联阀，每一相晶闸管阀是若干个晶闸管及其散热器串联组成，晶闸管阀有足够的电压储备系数。RC部件，每一组反并联的晶闸管二端并接一个RC部件，它是晶闸管保护部件，能有效抑制晶闸管关断时的过压，并起静态、动态均压作用。高电位光电触发单元，每一组反并联的晶闸管设置一块高电位电子单元印制板，它的任务是完成光电触发信号的光电转换并触发反并联的晶闸管；完成反映晶闸管好坏和高电位线路是否有故障的“状态信号”的电光转换并通过高压光缆将信号传递到触发监控装置：提供高电位电子线路的工作电源；由BOD器件完成晶闸管保护，使其免受过电压。高压光缆，高压光缆的任务是将光电触发信号由低压控制设备传递到高压控制阀上，同时将高电位电子单元的“状态信号”传递到控制设备上，是理想的高、低压电位隔离器件。优点是长距离传递衰减小，不受电气干扰和磁场干扰。
2．2有源电力滤波器(APF)
2．2．1 装置基本参数
直流输入电压：220V+20％，交流输入电压：380V+20％．50Hz+10％，谐波电流：<50A，响应时间：<40ms。
2．2．2 APF装置配置及原理
装置由一面APF控制屏、高压耦合变压器、高压接触器、APF隔离开关、附加电感等组成(如图3)，其中高压接触器、APF隔离开关及高压接触器的控制电路由一面APF开关柜组成。6kV滤波母线下端接5次、7次、11次等无源滤波器部分。APF控制系统通过耦合变压器经高压隔离开关及高压断路器与附加电感并联后串入无源滤波器中。
(1)在系统断路器(以6kV系统的615开关为例)合闸时，由于无源滤波器中的电容电压不突变，使得电网电压相当一部分降到APF的附加电感上，并经过高压耦合变压器把危险的高压引入到APF控制系统，进而可能会击穿APF控制系统。为避免这一现象，采用APF控制系统延时投入的方式。即当615开关合闸时，先接通延时继电器，延时10s(延时时间可调)后。高压接触器启动，把APF系统投入运行。
(2)APF工作时，APF计算出系统的谐波电流的大小，控制高压耦合变压器输出相应的谐波电流，同时阻断工频电流的流入(耦合变压器对工频相当于高阻抗)，系统工频电流只能从附加电感通过。使得无功功率主要由无源滤波器补偿，而APF的作用是改善无源滤波器的滤波特性，抑制电网阻抗对无源滤波器的影响，以及抑制电网与无源滤波器之间可能发生的谐振， 从而极大地改善无源滤波器的性能。
(3)在APF控制系统中，DC220V为APF提供辅助直流工作电源：交流AC380V经过开关电源整流模块，为APF提供直流能源：通过控制驱动，三相逆变桥将产生PWM输出，经过滤波和耦合变压器，直接串联在无源滤波器中。当APF过流或发生故障时。借助于快速熔断器或接触器，APF可以迅速脱离整个滤波系统，而纯调谐无源滤波器和附加电感组成的滤波系统还可以正常工作，不至于对电网造成大的冲击。
2．3固定滤波器(FC)
(1)根据烈山变电所各次谐波发生量的情况以及无功需求，经过计算机优化仿真，本系统设计了5次、7次、11次共3个滤波器支路，具体参数如表2所列。
(2)本系统的滤波器5次、7次及11次滤波支路按纯调谐设计。每路电容器支路设有放电线圈，使得电容器断电时能在3s之内使电容器的残压不大于50V。每个支路放电线圈设有二次绕组，其中每个支路的放电线圈的二次绕组接成开口_三角，用于电容器的三相不平衡保护。5次、7次及11次滤波支路通过各自的开关柜实现支路故障后与系统间的隔离，以便于在故障时的单独维修，从而不影响其它支路的运行。
3 (TCR+FC+APF)系统的保护
本系统的保护由TCR故障保护及5次、7次、11次电容器保护装置组成，每个滤波支路都配有各自独立的电容器保护装置，采用许继生产的WDR821型微机电容器保护装置，其保护跳闸回路并联后输出到615断路器跳闸回路。TCR故障保护由TCR控制装置输出跳闸信号，并与电容器保护输出接点并联输出。TCR控制装置及5次、7次、11次电容器保护装置共同组成一面SVC保护屏。
3．1 电容器保护装置
(1)基本参数。额定直流电压：220V，额定交流数据：相电压100根下3V，交流电流5A，额定频率50Hz。
(2)保护配置。二段过电流保护；开口三角电压保护：PT断线告警：控制回路异常告警。
3．2 TCR控制装置保护配置
(1)基本参数。额定直流电压：220V；额定交流数据：相电压100根下3V交流电流5A额定频率50Hz。
(2)保护配置。控制装置失电跳闸；控制装置CPU死机跳闸：电抗器三相电流不平衡跳闸：风扇交流电源失电跳闸，当出现TCR控制装置跳闸后，必须关断TCR装置电源板的电源开关，然后再接通电源开关，才能使TCR控制装置的跳闸接点恢复到常开状态。
4 (TCR+FC+APF)系统测量与试验
有源滤波动态无功补偿装置安装完毕后，分别对可控硅控制电抗器(TCR)、固定滤波器(FC)、及APF系统进行试验。
4．1 TCR低压试验
4．1．1 试验设备
交流电源：380V。电抗器：额定167A／3000V，57.2mH,每相一组电抗器试验线路见图4。
4．1．2试验项目及试验结果
四组晶闸管状况检测：分别短接三组晶闸管，让其中一组晶闸管接人系统中。控制系统发同定触发脉冲(设定触发角150度)，四组晶闸管都能正常触发导通。
数字开关量检测：本TCR系统中共有3个输入开关量，分别是跳闸信号、TCR启动信号(调试用)、断路器状态信号．一个报警输出信号。
4．1．3开关信号功能
启动信号：当TCR控制系统工作时，启动信号不启动，控制系统不发触发脉冲，当肩动信号启动时，控制系统发触发脉冲，触发晶闸管正常导通。跳闸信号：当检测到跳闸信号时，TCR控制系统立即封锁触发脉冲，不触发晶闸管阀。断路器状态信号：当检测到断路器信号在合闸位置时，TCR控制系统正常调节，当检测
到断路器信号在分闸位置，TCR封锁脉冲，不进行调节。再次检测到该信号正常时，重新进行正常调节。控制系统发一个报警信号，外电路能检测到该输出量，进行报警，报警输出信号正常。
该试验项目运用试验(1)或图4的接线系统，控制开关量的状态，输入输出各开关量，系统能按照正常逻辑工作。
4．1．4阀组控制试验
接通所有开关，设定不同的目标无功值(开环调节，调无功功率)，TCR装置能平稳发生触发脉冲，使晶闸管按正常导通，开环调节正常。通过示波器检测脉冲序列，脉冲能稳定发生。
4．2 APF低压试验
APF低压试验接线按图5进行，通过可调变压器把380V调至95V，再用三相全桥整流电路整流模拟系统产生的谐波电流。
4．2．1 一般参数检验和产品功能性检验
当交流输入电压范围在380V+20％变化，直流输入电压范围在220V+20％变化，产品能正常工作。根据设计要求，产品性能满足要求：“充电／切除”旋钮操作符合要求，能正常启动和正常切除。“启动／停机”旋钮操作符合要求，在满足启动条件下能手动正常启动，也能手动正常停机。保护动作符合要求，当过流、直流母线过压故障时，APF能自动封锁输出，并跳开主输入接触器和从输出接触器，手动复归后，装置能再次启动。在告警和告警消失时，“告警”指示灯能正常指示。在运行和停机时，“运行”指示灯能正常指示。
4．2．2谐波补偿特性检验
实验条件：三相电源测线电压105V，带全桥整流性阻性负载，每相基波电流40A。
该试验动态响应时间≤40ms，稳态补偿精度5次、7次、11次谐波含量降为2.5％(与基波电流百分比)左右。工作过程中，母线直流电压能自动稳压。
4．2．3 FC调谐试验
在FC回路中通过恒流谐波源，调整调谐电感的滑动头，当FC回路谐振时电容端电压与电感端电压应相等。故用此方法调整FC回路的相应的谐振点。具体测量数据如下：在5次FC回路通过的电流为3A，频率250Hz：在7次FC回路通过的电流为3A，频率350Hz：在11次FC回路通过的电流为3A，频率350Hz。由于调试设备没有550Hz的谐波电流源，故用频率350Hz的谐波源代替，通过计算换算为11次谐振时的数据，换算公式如下：
上式中υc7为通过7次谐振电流时测得的电容端电压，υc7是当回路在11次谐振时测得的在通过7次谐波电流时电感两端的电压。FC调谐测试数据如表3所列。
4．2．4 FC保护试验
本系统保护分5次、7次、11次保护，按照保护整定定值，经试验，当电容器回路出现过流及有不平衡电压时，保护装置都能正确输出跳闸节点，跳闸装置正确跳闸。
4．3 TCR高压试验
4．3．1试验设备
交流电源：6kV电压互感器：6000V／IOOV电流互感器：1000A／5A电抗器：额定167A／3000V，57.2mH，每相两组串连试验线路见图6。
4．3．2试验项目及试验结果
(1)固定触发角试验：触发角为1100，三相阀组控制试验。接通所有开关，设定阀组触发角为固定角度110度，TCR装置三相能平稳发生触发脉冲，形成三相对称脉冲，晶闸管按正常逻辑顺序导通，三相电流平衡，电流值为100A。
(2)三阀组状态检测试验：接通所有开关，设定阀组触发角为固定角度110度，TCR装置三相能平稳发生触发脉冲，晶闸管按正常逻辑顺序导通，晶闸管的状态是正常。三阀组持续运行试验：接通所有开关，设定阀组触发角为固定角度110度，TCR装置三相能平稳发生触发脉冲，晶闸管按正常逻辑顺序导通。阀组连续按固定触发角运行1h，脉冲稳定，三相电流平衡，电流值为100A。
(3)触发角为130度，三相阀组控制试验：接通所有开关，设定阀组触发角为固定角度130度，TCR装置三相能平稳发生触发脉冲，形成三相对称脉冲，晶闸管按正常逻辑顺序导通，三相电流平衡，电流值为50A。三相阀组状态检测试验：接通所有开关，设定阀组触发角为固定角度1300，TCR装置三相能平稳发生触发脉冲，晶闸管按正常逻辑顺序导通，晶闸管的状态是正常。三阀组持续运行试验：接通所有开关，设定阀组触发角为固定角度130度，TCR装置三相能平稳发生触发脉冲，晶闸管按正常逻辑顺序导通。阀组连续按固定触发角运行1h，脉冲稳定，三相电流平衡，电流值为50A。
4．3．3闭环调节试验
(1)目标无功：1.0Mvar。
接通所有开关，设定系统无功为1.0Mvar，投入5、7次电容器，TCR装置三相能平稳发生触发脉冲，形成三相对称脉冲，晶闸管按正常逻辑顺序导通，三相电流平衡，能平稳的进行调节。系统触发角范围为110－170度，开始初始角为140度，从140度角向目标调节，最后电流在95－100A之间变动。
(2)目标无功：0.5Mvar。
接通所有开关，设定系统无功为0.5Mvar，投入5、7次电容器。TCR装置I相能平稳发生触发脉冲，形成二三相对称脉冲，品闸管按正常逻辑顺序导通，三相电流平衡，能平稳的进行调节。系统触发角范围为110－170度，开始初始角为140度，从140度角向目标调节，最后电流在80－90A之间变动。
4．4 APF高压试验
试验仪器：Hitest3193功率分析仪，是日本HIOKI公司的产品，可以记录四路电压和电流信号(模块可选配，最多6路)。可以指示有功功率，视在功率，无功功率．功率因数等，可以分析电压、电流的谐波(最高为50次)。
装置电气接线示意国如图7所示。装置的性能测试通过监测在补偿前后的6kV电压信号和602开关电流信号而进行。
4．4．1具体试验内容
无功补偿：综合补偿系统对负载所产生的无功功率进行补偿，提高6kV侧系统的功率因数，使系统的平均功率因数≥0.97：谐波补偿：综合补偿系统中的混合型滤波器对负载及TCR所产生的谐波进行补偿。
4．4．2 试验结果及分析
在无功补偿方面，补偿前功率因数约为0.90。
在谐波补偿方面：补偿前负载含有5次谐波电流4A.7次谐波电流4.7A，11次谐波电流0.5A。仅投入TCR后,TCR向电网中分别注入10.68A 5次谐波电流，6.83A 7次谐波电流和2.68A 11次谐波电流。
4.5运行试验检查
系统高低压试验完毕后，进行了试运行，发现TCR电抗器温度80℃，当时室温35℃，电抗器允许温升65℃，尽管没超标。分析是室内空气不流动引起。后在室内后墙壁加了风道后，电抗器温度降为40℃。
5 TCR+FC+APF装置在安装和调试过程中遇到的问题
5．1 安装阶段
(1)第一次制作高压电缆接头安装导电外层剥离较短，造成二次返工。本系统设备之间的连线采用单芯高压电缆，电缆内保护层外表有一层导电外皮，制作电缆接头时，应把该层导电外皮剥离，否则会使电缆在高压作用下击穿接地。单芯电缆由于外部磁力线合成不为零，故不宜穿金属管，否则会使涡流损耗增加，钢管发热：单芯电缆不应穿钢管，可用PVC管。铁质地线要远离空心电抗器，TCR电抗器底部绝缘子较低，其高度只有电抗器半径的1／3，四只绝缘子地线在电抗器底部用扁铁十子交叉连接，上电运行时发现扁铁地线发热。后把地线换成软铜线接地，该问题解决。实践证明：铁质地线离电抗器的距离应不小于空心电抗器的直径。
(2)低压试验阶段。开始用低压电压源调整LC回路的谐振点，效果不理想，分析原因是当LC谐振时，LC阻抗和为零，电压都降到限流电阻上。实际测量限流电阻上的端电压误差较大。用恒流源调整LC回路谐振点方便可靠，由于LC谐振时，电感电容的阻抗相等，通过恒流源时其端电压也相等，通过测量电感电容的端电压，调整可调电感动触头，使二者相等，即可精确整定LC回路的谐振点。
5．2 TGR高压调试出现的问题及其解决办法
(1)第一次高压调试时，发固定角(130度)触发脉冲，阀组电流50A，通过电流表观测流过阀组的电流，发现电流有回零的现象，导致该现象的原因可能有：(a)数字量输入有干扰，发生误动作，程序保护，封锁脉冲，电流值为零；(b)过流保护、零序电流保护；(c)程序复位；(d)同步信号干扰，周期故障封锁脉冲；(e)电流表地线接线有问题：
系统恢复到低压调试状态，用仿真器和烧片子跑程序都正常，没有发现电流表回零现象，APF在调试时发现采集的TCR电流有问题，查找原因发现三个电流表的地线连接有误，导致中性点漂移，电流为零，改正后高压发固定角调试没有发生电流表电流值回零现象，故障解决。
(2)第一次高压闭环调试时，电容投入后，改变目标无功值，PI调节器不能跟随调节，电流始终为最小(隐患1)，同时还发生了保护跳闸，引起跳闸的原因可能有：(a)控制器电源掉电保护；(b)零序电流(三相不平衡)保护：(c)数字量输出受到干扰；控制器掉电保护的交流接触器被烧坏。可能是因为线包温度太高的原因，引起跳闸。最后确定控制器掉电保护跳闸信号用一个数字量输出继电器来控制，输入信号用同一个信号，CPUOK信号，通过以上的改进办法。掉电保护正常，没有误动作。
(3)第一次高压试验出现的电流回零、跳闸问题解决后，再次上高压，发固定触发角(110度)，阀组电流100A，稳定运行一段时间后，电抗器发出响声，停电分析原因，通过现场检查分析，导致该现象的原因可能是电抗器线圈没有拧紧，电抗器地线接线问题(底部十字架接法)。拧紧电抗器线圈后，问题没有得到根本性解决。整改，将电抗器地线连接方式改为1／4圆弧两端接地方式，问题解决。同时检测阀组、电抗器、RC吸收回路电阻的温升，发现阀组、电阻的温升存在一定的风险。整改方法，在阀柜顶部再加三个排风扇，四个风扇同时排风，同时加大底部的进气孔，温升问题解决。
(4)高压闭环调节，改变目标无功值，PI调节器还是不能跟踪调节，电流始终为最小触发角时的值(通过改变最小触发角的值发现该问题)。分析发现可能是电流、电压在采样时出现错误，导致计算出的无功为0。不管怎么改变目标无功值，通过PI调节器后，触发角都会朝最小触发角逼近，使电流稳定在一个值。通过仿真器看电压、电流的采样波形，发现电压的采样波形为一个杂乱波形，电流的三相波形是一样的，由计算无功功率的公式知，(υa×(ic-ib)＋υb×(ia-ib)＋υc×(ia-ib))/1.732，计算出的无功值肯定为0。查找导致采样错误的原因。分析可能是CPLD程序中控制AD 7865芯片转换的时序出现混乱，导致采样读值错误。现场烧写CPLD的软件出现错误，不能烧写CPLD程序，该方法不能解决问题，并且该点也不一定是最终的问题，转移分析问题的方向。
(5)控制箱扁平线连接成环路状态，可能受到周围的电磁干扰，从而产生环流干扰AD芯片的状态信号，改变扁平线的连接方式，问题还是不能解决。分析AD转换芯片的状态控制信号，出现该种现象最有可能受到干扰的信号是ADBUSY信号受到干扰，致使AD转换后读值混乱错误，去掉扁平线上传输4片AD 7865芯片的ADBUSY信号的信号线，同时改变程序，用仿真器观测采样的电流电压波形，为很好的正弦波，反复多次该试验，验证AD采样没有问题，该问题得到处理。上6000V高压闭环调节，PI调节器能很好的跟踪目标的变化，设备的温升也比较稳定，整个系统调试结束。
5．3 APF补偿电网谐波
原设计方案APF只补偿TCR产生的谐波电流，没考虑电网上有其他负载产生的谐波。故APF只采集TCR的电流。实际电网中也含有一定谐波。为了把电网中的谐波也滤除，系统和程序都作了改进。原设计只采集TCR的电流，改为采集电网电流和电容器的总电流，并用下式进行补偿运算：
电网电流一电容器的总电流=负载电流
根据该公式修改程序及电流采样的接线，经试验该方式很好的滤除了电网中的谐波及TCR产生的谐波电流
一组电流互感器进线采集601、602两路开关的电流互感器电流，原设计方案只采集602开关即#2变压器的电流互感器电流，也就是只补偿#2变乐器的无功，实际中#1变压器、#2变压器相互备用，也可同时供电，显然只补偿#2变压器不合适，但是TCR及APF已经是按单路来设计的，后在601开关柜中加了3个100／5A的电流互感器，把601、602两路开关的电流互感器电流同时同方向穿过该组合互感器，通过改变穿过互感器的匝数使其变比由100／5A变为5／5A(即各穿20圈)，这样，不管#1、#2变运行方式如何改变，该互感器合成的是二者的总电流，该方案在不改变TCR及APF系统的情况下，方便且很好的解决了两台变压器分别运行或同时运行的无功补偿的问题。
以上既是本系统设计和施工中遇到的问题，且都已获得了很好的解决，保证了设备的正常运行。
6 结论与效益分析
通过以上试验表明，TCR及APF装置均能正常工作，试验数据表明：无功及谐波综合补偿系统具有优异的无功补偿和谐波抑制功能，达到了设计要求。
6．1 装置投运前、投运后基本情况
以35kV烈山变电站为例，若两台主变(2×10MVA)正常由35kV青烈线供电，最小负荷8.16MVA，最大负荷15.7MVA，平均有功功率9.5MW，平均功率因数0.88，通过线损理论计算程序计算，理论线损率1.47％。
动态无功补偿及谐波滤除装置投运后，变电站平均功率因数提高到0.99，通过线损理论计算程序计算，理论线损率为1.18％。
6．2装置投运前后效益分析
补偿后理论线损下降率为：变电站：[1－(0.88／0.99)2]×100％=20.99％
全年减少的线损电量：9.5×1000×20.99％×1.47％×24×365=25.68kW·h时，按售电均价0.54元／kW·h计算，全年减少电费损失：25.68×0.54=13.61万元。
由此可见，动态无功补偿及谐波滤除装置投运后，能降低线损，稳定电压，产生相当可观的经济效益。若在本地区电网16个变电站推广使用，则可降损节电，年减少电费损失300余万元，取得较大的经济效益。若能在全省电网乃至其他电网推广使用，则可取得巨大的经济效益。同时由于该装置很好的滤除了电网中的5次、7次、11次等高次谐波，改善了电压质量，避免了谐波的放大及谐波对系统高压电器造成的附加损耗和过电压影响，延长了设备寿命，提高了电网安全稳定运行水平。极大的减少了对电能计量装置的影响，提高了计量精度。由于提高了电压质量，不仅降低了广大电力客户的线路损耗，同时大大提高了产品质量。因此，动态无功补偿及谐波滤除装置，具有明显的经济效益和巨大的社会效益。
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