复合式无功功率补偿器

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。

③在谐波电压作用下,电容器会产生额外的功率损耗,加快绝缘介质的老化。更为严重的是,大量谐波电流很可能引发电容器和系 统其他元件之间的并联谐振或串联谐振,造成电容器超载而损坏;使与电容器连接的配电回路中所有线路、设备因电压闪变、超压、过负荷 而损坏。

⑥对于电力电缆和配电线路,谐波电流频率增高会引起明 显的集肤效应,导线电阻增大,线损加大,发热增加,绝缘过早老化,容易发生接地短路故障,形成潜在的火灾隐患。在智能建筑中大量集 中使用电子计算机和大面积采用电子节能气体光源照明的场合,中性线电流甚至达到相线电流的2倍,致使中性线过热、烧毁,甚至导致火灾 。

复合式无功功率补偿器

谐波问题由来已久,近年来这 一问题因由于两个因素的共同作用变得更加严重。这两个因素是:工业界为提高生产效率和可靠性而广泛使用变频器等电力电子装置,使得 与晶闸管相关设备的使用迅猛增长,并伴随着谐波源的同步增加和放大;电力用户为改善功率因数而大量增加使用电容器组,并联电容器以 谐振的方式加重了谐波的危害。

谐波电流和谐波电压将增加变压器铜损和铁损,结果使变压器温度上升,影响绝缘能力,造成容量裕度减小。谐波还能产 生共振及噪声。

高频谐波电流会在导体中引起集肤效应,产生额外温升增加铜耗。 特别是零序的3次谐波电流在中性线中是相互叠加的,使供电系统中的中性线电流很大,有的中性线上的电流还会超过相电流,使中性线发热 ,加速绝缘层老化,甚至引起火灾。此外当中性线上有较大的谐波电流时,导线的阻抗能产生大的中性线电压降,干扰各种微电子系统的正 常工作。

高次谐波由于频率增大,电容器对高次谐波阻抗减小,因过电流而导致温度升高过热、甚至损坏电容器;电容器与系统中的感性负 荷构成的并联或串联电路,还有可能发生谐波共振,放大谐波电流或电压加重谐波的危害。经由电容器组电容和电网电感形成的并联谐振回 路,可被放大到10-15倍。

随着工业生产技术的逐步提高,变频器使用范围的逐步加大,变频 器高次谐波带来的确电磁干扰和污染问题也越来越突出,怎样处理好变频器系统的谐波干扰和污染问题也越为越突出,怎么样处理好变频器 系统的谐波干扰污染成了变频器进一步推广应用,特别是在对谐波污染要求高的场所的推广应用的关键。

接地的作用有两类:一是保护 人和设备不受损害(保护接地);二是抑制干扰(工作接地)。正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的 干扰。

谐波对连接在功率因数电路中的电容器是非常危险的。电容器的电 容与电网的电感形成了一个谐振电路,通常这个谐振电路的自谐振频率一般位于250和500Hz之间,即在5次和7次谐波范围内。当电网中存在 的谐波频率与自谐振频率相近时,有可能使谐波电流放大到正常的20倍左右。受谐波影响的电网不能采用常规的电容器来做无功补偿。

复合式无功功率补偿器

调谐滤波电容器组,由数段电容器及调谐电抗器组合而成 ,每段形成串联共振回路,使共振频率低于最低之谐波频率。对含有5次以上谐波的系统,使用带6%电抗器的调谐式电容器组;对含有3次以 上谐波的系统,使用带14%电抗器的调谐式电容器组。在基本波频率(50Hz)下,调谐滤波电容器组呈现电容性,以提供无功功率;而在谐波频 率下,则呈现电感性,故与网络不会形成并联共振回路,亦即不会造成谐波放大。因此,调谐滤波电容器组,可安全补偿无功功率,亦可消 除低次谐波电流约30%。

当系统对抗干扰能力要求较高、或系统中谐波含量较复杂时,为减少变频器高次谐波的污染,可在电源输入端并联有源滤 波器。有源滤波器能有效虑除电网中2~50次谐波,反应时间小于1毫秒,是目前最有效的一种滤波技术。