五、電力用電容器設備之諧波(Harmonic)對策

電力用電容器設備之諧波對策有下列幾個方法﹕
1.電源系統改在電壓畸變波(Voltage distortion wave)較少之系統。
2.電容器串聯電抗器改為諧波電流耐量較大者。
3.串聯電抗器之安裝以及變更串聯電抗器之電抗值以減低諧波電流之流入。
4.檢測諧波過電流，如超過限度則將電容器開路。
以上幾個方法中，1.項為事實上不可能之時較多，2.項則增加成本，不經濟，而4.項則可避免絕緣破壞及燒損，但經常將電力電容器開路則不能發揮電力電容器之功能等於白裝。故3.項之諧波電流流入量之減低方法在事實上廣泛被採用。

何謂諧波

所謂諧波即一波形頻率為基本波形頻率的整數倍，而基本波與諧波的合成波稱為失真波(Distorted wave)(如圖1、圖2)。

諧波的來源[2]

諧波對電容器及電抗器所造成之障害

現象﹕過載(Overload)、過熱(Overheat)、噪音(noise)、振動(vibration)。
故障模式﹕絕緣劣化(Insulation damage)→減少壽命

串聯電抗器之電抗值選定[3]

電容器安裝於含諧波之回路時，一般應加裝6%之串聯電抗器，第五諧波較高之回路應加裝8%之串聯電抗器，電弧爐等第三諧波大之場所應加裝13%或15%之串聯電抗器，安裝於非固定投入之回路時應加裝6%之串聯電抗器。
針對各主要諧波串聯電抗器選用原則，請參考下表。

諧波次數	電抗值選用原則
第3諧波	一般採用13%，若本次諧波量相當大時，可採用15%
第5諧波	1.一般裝設6%，但不能有4次諧波存在，且第3諧波電流(Harmonic current)可能被放大。
	2.可裝設8%，有助於降低諧波電流達到加裝6%時的1/2倍。也有可能第3諧波電流被放大。
	3.亦可裝設13%，有助降低諧波電流達到加裝6%時的1/5倍。
第7諧波	一般採用6%
第9諧波	一般採用6%

台電「電力系統諧波管制暫行標準」(82/6/5)
(係以IEEE std. 519-1992為藍本制定)

用戶注入其責任分界點之諧波電流
3.3～22.8kV系統

諧波電流失真率(%)限制值
	各次諧波個別值(奇次)					總合諧波
Isc/IL	＜11	11≦n＜17	17≦n＜23	23≦n＜35	35≦n	THD％
﹡＜20	4.0	2.0	1.5	0.6	0.3	5.0
20～50	7.0	3.5	2.5	1.0	0.5	8.0
50～100	10.0	4.5	4.0	1.5	0.7	12.0
100～1000	12.0	5.5	5.0	2.0	1.0	15.0
＞1000	15.0	7.0	6.0	2.5	1.4	20.0

註﹕偶次諧波為上述限制值之25%。
﹡﹕自備發電設備之用戶，一律採用Isc/IL小於20之限制值。
Isc﹕用戶責任分界點短路電流。
IL(r.m.s)﹕對既設用戶取12個月最大負載電流平均值。
對新設或增設用戶，取主變額定電流值。
對於34.5～161kV系統為上述限制值之50%。
(資料來源:電機技師59期,pp.40)