并联电抗器降低工频电压升高。超高压输电线路一般距离较长,可达数百公里,由于线路采用分裂导线,线路的相间和对地电容均很大,在线路带电的状态下,线路相间和对地电容中产生相当数量的容性无功功率(即充电功率),且与线路的长度成正比,其数值可达200~300kvar,大量容性功率通过系统感性元件(发电机、变压器、输电线路)时,末端电压将要升高,即所谓“荣升”现象。在系统为小运行方式时,这种现象尤其严重。在超高压输电线路上接入并联电抗器后,可明显降低线路末端工频电压的升高。

并联电抗器可避免发电机带空长线出现自励过电压。当发电机经变压器带空载长线路启动,空载发电机全电压向空载线路合闸,发电机带线路运行线路末端甩负荷等,都将形成较长时间发电机带空载线路运行,形成了一个L-C电路,当空长线电容C的容抗值Xc合适时,能导致发电机自励磁(即L-C回路满足谐振条件产生串联谐振)。自励磁会引起工频电压升高,其值可达1.5~2.0倍的额定电压,甚至更高,它不仅使并网的合闸操作(包括零起升压)成为不可能,且持续发展也将严重威胁网络中电气设备的安全运行。并联电抗器能大量吸收空载长线路的容性无功功率,破坏发电机自励磁条件。

并联电抗器有利于单相重合闸。为了提高运行可靠性,超高电网中常采用单相自动重合闸,即当线路发生单相接地故障时,立即断开该相线路,待故障处电弧熄灭后再重合该相。由于超高压输电线路间电容和电感(互感)很大,故障相断开短路电流后,非故障相(电源中性点接地)电源将经过这些电容和电感向故障点继续提供电弧电流(即潜供电流),使故障处电弧难于熄灭。如果线路上并联三相Y形的电抗器,且Y形接线的中性点经小电抗器接地,就可以限制和消除单相接地处的潜供电流,使电弧熄灭,有利于重合闸成功。这时的小电抗器相当于消弧线圈。

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随着我国工矿企业中电动机功率不断增大,电压等级不断提高,随之产生的起动电流也越来越大,为了保护电动机不被冲击电流损坏,限制其起动电流,常采用电抗器与电动机串联。下图为某煤矿主通风机供电系统图:

移相是交流信号的波形在变化时没有按原来角度变化,发生了角度变化。

①由于设备自身产生的接地电流在设备和真实地之间产生一个电压降,因此,容易使电脑死机;高次谐波会在中性线上叠加,中性线电流能够在建筑物金属结构上任意流动,从而产生不受控制的磁场,即引发计算机屏幕的频闪现象;由于开关、短路以及负载变化而引起的短时间电压变化将会引起灯光频闪,过度的频闪将会使人体不舒服;严重的谐波畸变会引起在一个正弦周波内的额外过零点,影响测试设备,干扰程序控制装置的同步性,导致控制装置死机。

④配电回路的谐波电流含量高会使断路器遮断能力降低。这是因为畸变电流过零点时,电弧电流随时间的变化要比工频正弦电流大,电弧电压的恢复要迅速得多,使电弧容易重燃,导致误跳闸或在该跳闸的时候根本不跳。剩余电流可能会达到使剩余电流保护装置动作的设定值。事实表明,空气电磁断路器不能遮断其分断能力范围内波形畸变率超过50%的故障电流,而且还会导致断路器损坏。

(1)电容器装置接入电网处的背景谐波为3次及以上时,一般为12%;也可采用4.5~6(%)与12%两种电抗率。设计规范说的较含糊,实际较难执行。因此上述情况应区别对待:

a.5次谐波含量较小,应选择4.5~6(%)的串联电抗器;

无源滤波的主要结构是用电抗器与电容器串联起来,组成LC串联回路,并联于系统中,LC回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上,例如5次、7次、11次谐振点上,达到滤除这3次谐波的目的。其成本低,但滤波效果不太好,如果谐振频率设定得不好,会与系统产生谐振。现在,市场上流通较多的采取的滤波方法就是这一种,主要是因为低成本,用户容易接受。虽滤波的效果较差,只要满足国家对谐波的限制标准和电力部门对无功的要求就行了。由于其低成本,市场的需求也就大,一般而言,低压0.4KV系统大多数采用无源滤波方式,高压10KV几乎都是采用这种方式对谐波进行治理。由于我国的中小企业大多数是私有的,业主对谐波的危害认识不足,一般不愿意拿出大量的经费来治理谐波,而有的企业由于谐波的含量太大,常规的无功补偿不能凑效,供电部门对无功的要求又是十分严格的,达不到就要罚款。因此,业主不得不要求滤波。因而,其市场的前景可观,经济效益也就可观了。

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超级电容器从诞生到现在,已经历了三十多年的发展历程。目前,微型超级电容器在小型机械设备上得到广泛应用,例如电脑内存系统、照相机、音频设备和间歇性用电的辅助设施。而大尺寸的柱状超级电容器则多被用于汽车领域和自然能源采集上,并可预见在该两大领域的未来市场上,超级电容器有着巨大的发展潜力。

尽管超级电容器的制作成本每年都在以低于10%的比例减少,但这项技术依然不能在运输行业和自然能源采集方面扩大生产规模。相比电池领域,超级电容器的技术过于落后,想要缩小两者在研发方面的差距,首要任务应解决如下问题: