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電能質(zhì)量
專家診治

把電能質(zhì)量問題交給領(lǐng)步400-056-5258

系統(tǒng)中有電容器無功補(bǔ)償裝置諧波該如何解決

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2018-12-20分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂3

在用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)墓╇娤到y(tǒng)中，電網(wǎng)以感抗為主、電容器支路以容抗為主。在工頻條件下并聯(lián)電容器的容抗比系統(tǒng)的感抗大得多，可發(fā)出無功功率對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。但在有諧波治理系統(tǒng)中，大量的非線性負(fù)荷會產(chǎn)生大量的諧波電流注入電網(wǎng)，對這些諧波頻率而言，電網(wǎng)感抗顯著增加而補(bǔ)償系統(tǒng)容抗顯著減小導(dǎo)致諧波電流大部分流入電容器支路，若此時電容器的運(yùn)行電流超過其額定電流的1.3倍，電容器將會因過流而產(chǎn)生故障。
諧波源有兩種一種是諧波電流源，這些用電設(shè)備中的諧波含量取決于它自身的特性和工作狀況基本上與供電系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)。另外一種是諧波電壓源。發(fā)電機(jī)在發(fā)出基波電勢的同時也會有諧波電勢產(chǎn)生，其諧波電勢大小主要取決于發(fā)電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)和工作狀況。實際上，在電網(wǎng)中運(yùn)行的發(fā)電機(jī)和變壓器等電力設(shè)備，輸出的諧波電勢分量很小幾乎可以忽略。因此，在供電系統(tǒng)中存在并實際發(fā)生作用的諧波源，主要是諧波電流源。諧波治理針對無功補(bǔ)償系統(tǒng)的調(diào)諧頻率，如果電網(wǎng)中存在該特定頻率的諧波電流源則該諧波將直接被放嚴(yán)重時還會發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。系統(tǒng)諧振將導(dǎo)致諧波電壓和電流明顯地高于在無諧振情況下出現(xiàn)的諧波電壓和電流。

一、諧波與串聯(lián)諧振
  當(dāng)上一級電網(wǎng)系統(tǒng)電壓波形嚴(yán)重畸變時此時的諧波源相當(dāng)于一個很大的電壓源。諧波電壓將在變壓器的感抗和電容器的容抗間形成串聯(lián)回路。當(dāng)感抗和容抗相等時，將形成串聯(lián)諧振。此時諧波電壓將在串聯(lián)回路上形成強(qiáng)大的電流直接流經(jīng)補(bǔ)償電容器使電容器因過流而迅速故障。
二、諧波與并聯(lián)諧振
  當(dāng)電網(wǎng)中的諧波主要由非線性用電負(fù)荷產(chǎn)生時，此時的諧波源可看作一個很大的電流源，其產(chǎn)生的諧波電流加在系統(tǒng)感抗金額電容器的容抗之間，形成并聯(lián)回路。當(dāng)電網(wǎng)阻抗和電容器阻抗相等時，將形成并聯(lián)諧振。此時，即使系統(tǒng)中的N次諧波電流不大，流入電容器的N次諧波電流也將會很大（理論上為無窮大，實際上，由于存在電阻，諧波電流為一很大的有限值），被放大的諧波電流流經(jīng)電容器時可導(dǎo)致其內(nèi)部組件過熱而出現(xiàn)故障。
  無源濾波器是傳統(tǒng)的進(jìn)行無功補(bǔ)償和諧波治理的方法，具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點因此被廣泛采用。但是無源濾波器的濾波性能受系統(tǒng)和負(fù)載參數(shù)的影響較大，易于與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大從而使濾波器過載甚至燒毀，另外它只能消除特定次的諧波，動態(tài)性能相對較差，無功補(bǔ)償效果也不是很理想。為此，急需開發(fā)出新的裝置來彌補(bǔ)上述缺陷。
  由以上分析可見在有諧波治理背景的供電系統(tǒng)中單獨使用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償時若發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振大部分諧波電流將流隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，用晶閘管實現(xiàn)的靜止無功補(bǔ)償裝置因其優(yōu)良的性能而被廣泛應(yīng)用。例如，有一種兼有諧波治理功能的動態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置叫做晶閘管投切電容器TSC這種裝置性能良好，被很多場合采用，但線路組成比較復(fù)雜，故障點多，維護(hù)量相對較大。該裝置根據(jù)局部電網(wǎng)最低功率因數(shù)設(shè)直固定電容器，根據(jù)諧波的階次由電抗器串聯(lián)固定電容器組成LC諧波吸收回路根據(jù)電網(wǎng)功率因數(shù)變化量來調(diào)節(jié)相控電抗器的大小實現(xiàn)局部電網(wǎng)無功補(bǔ)償和諧波治理。相對TSC來說，該裝直線路簡單，故
障率低，運(yùn)行也較穩(wěn)定，值得推廣。
  對于系統(tǒng)中常見的王要的諧波，可接近諸振并呈現(xiàn)很低的阻抗，使諧波電流流入濾波器，從而可同時達(dá)到無功補(bǔ)償和濾除諧波的目的。由于糸統(tǒng)中存在的諧波電流通常有多個頻率，若采用單調(diào)諧濾波器來濾除諧波，則需安裝多個濾波器。此時需注意，在投切濾波器時，必須從低次向高次逐次投入，而在切除時則必須從高次向低次依次切除。否則，不僅不能達(dá)到抑制諧波電流的作用，反而會將其放大。研究表明，該裝苴結(jié)構(gòu)簡單，易于買現(xiàn)，有實際應(yīng)用和推廣價值。近來又開發(fā)出一種新型無功補(bǔ)償兼諧波治理裝直一一IGBT控制的并聯(lián)型有源濾波器，它兼有傳統(tǒng)TSC和電力濾波器的優(yōu)點，并且可抑制因負(fù)載變動而引起的電網(wǎng)電壓波動?？上蛳到y(tǒng)輸出無功功率，并且其大小可通過IGBT進(jìn)行調(diào)節(jié)。串聯(lián)型有源電力波器APF通過一個匹配變壓器，將APF串聯(lián)于電源和負(fù)載之間控制，以消除電壓諸波，平銜或調(diào)整負(fù)載的端電壓，違合于補(bǔ)償電壓型諧波源。與并聯(lián)型APF相比，它的損耗較大，且各種保護(hù)電路也較復(fù)雜。因此，很少研究單獨使用的串聯(lián)型APF，
而大多數(shù)將它作為混合型APF的一部分予以研究。
  并型APF王要用于電流源型非轉(zhuǎn)性負(fù)載的諧波電流抵消、無功補(bǔ)償以及平衡三相系中的不平衡電流等。目前并聯(lián)型APF在技術(shù)上已較成熟，是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種濾波器。有源電力波器的投入還可有效地抑制電力系統(tǒng)阻抗和無源波器之間可能產(chǎn)生的串、并聯(lián)諧振。由于有源波器不是直接對諧波電流進(jìn)行消除，而是起到提高無源波器濾除效果目的，它所產(chǎn)生的補(bǔ)償電壓中不含有基波電網(wǎng)電壓，只含有諧波電壓，故其功率容量很小，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，適用于大容量的諧波負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償。
北京領(lǐng)步有源濾波器技術(shù)特點

  關(guān)鍵元器件全部采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)品牌，保證質(zhì)量。如IGBT采用全世界最著名品牌的IGBT、進(jìn)口驅(qū)動電路、優(yōu)質(zhì)散熱風(fēng)機(jī)、進(jìn)口電容器等。
  控制算法與軟件歷經(jīng)十余年的積累改進(jìn)，成熟穩(wěn)定可靠性高。雙DSP控制系統(tǒng)，采用矢量篩選技術(shù)。
  可實時動態(tài)濾除2~50次諧波，或者有選擇的濾除電網(wǎng)相線和零線中存在的各次典型性特征諧波（可以不受限制的任意選擇需要補(bǔ)償?shù)牟煌螖?shù)諧波），并可以根據(jù)需要設(shè)定需要濾除的諧波次和設(shè)定濾除諧波的目標(biāo)值。
  內(nèi)置諧波補(bǔ)償、無功補(bǔ)償、不平衡補(bǔ)償?shù)榷喾N補(bǔ)償功能，用戶可自行設(shè)定選擇補(bǔ)償功能。在濾除諧波的同時，可進(jìn)行無功補(bǔ)償和消除負(fù)載不平衡現(xiàn)象。
為國內(nèi)用戶量身定制的中文大屏幕液晶觸摸屏，操作簡單方便，可實時顯示數(shù)據(jù)與曲線，可提供完整的現(xiàn)場信息內(nèi)置諧波補(bǔ)償、無功補(bǔ)償、不平衡補(bǔ)償?shù)榷喾N補(bǔ)償功能，用戶可自行設(shè)定選擇。
  獨立于電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗之外，不受電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗影響，不發(fā)生諧振與諧波電壓放大，安全性好
  擴(kuò)展性能好，可多臺APF并聯(lián)應(yīng)用。

[北京領(lǐng)步公司]是專注企事業(yè)單位用電異常問題治理的專家，致力于開發(fā)前端技術(shù)和產(chǎn)品，推動整個諧波治理行業(yè)。為各類諧波治理用戶提供“24小時技術(shù)咨詢”“免費檢測分析”“方案設(shè)計與性價比評估”，了解更多<諧波治理>方案，歡迎點擊我們的在線客服進(jìn)行咨詢，或者直接撥打全國統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258，我們期待您的來電！