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為了有效抑制5、7th諧波的放大,目前市面上有5.5%、6%或7%等不同電抗率的無功補(bǔ)償系統(tǒng),到底那種功能較好? 應(yīng)該如何選用?
電容器串聯(lián)電抗器的目的?
由于電力電子科技快速發(fā)展及半導(dǎo)體技術(shù)的成熟,工業(yè)應(yīng)用常使用包括變頻驅(qū)動器驅(qū)動的電動機(jī)、可控整流器與間歇性控制設(shè)備可隨負(fù)載大小隨時改變設(shè)備輸出的功率,以達(dá)設(shè)備節(jié)能降耗的目的。但此類負(fù)載在運(yùn)行過程中電流波形是非線性及不連續(xù)的,產(chǎn)生諧波電流并直接注入供電系統(tǒng)。此時若使用純電容器作為系統(tǒng)的無功補(bǔ)償,將產(chǎn)生并聯(lián)諧振的風(fēng)險。
為了避免純電容與系統(tǒng)等效阻抗形成并聯(lián)諧振,因此,將電容器串接電抗器后,使電容器對于系統(tǒng)諧波電流而言其阻抗皆呈現(xiàn)電感性,可有效避開諧振點(diǎn),防止發(fā)生系統(tǒng)諧振。此外,電容器串聯(lián)電抗器后,對于涌流有減輕及抑制作用。
調(diào)諧電抗器的種類和功能
以系統(tǒng)存在5th諧波為例,若串聯(lián)6 %電抗器,其調(diào)諧點(diǎn)為4.08;若串聯(lián)7 %電抗器,調(diào)諧點(diǎn)則落于3.78,其頻率阻抗響應(yīng)圖,如圖1所示。由圖可知6%電抗器的調(diào)諧頻率較接近5th諧波,而7%電抗器的調(diào)諧頻率則較遠(yuǎn)離5th諧波。而補(bǔ)償回路投入后,5.5 %電抗率的補(bǔ)償回路將吸收約45 %至35 %的5th諧波電流;6 %電抗率的補(bǔ)償回路將吸收約30 %至40 %的5th諧波電流;而7 %電抗率補(bǔ)償回路則僅吸收約25%至35 %的5th諧波電流。
圖1 不同電抗率補(bǔ)償和系統(tǒng)阻抗關(guān)系圖
無功補(bǔ)償串聯(lián)電抗器,主要目的除了補(bǔ)償系統(tǒng)無功功率之外,亦可避開系統(tǒng)并聯(lián)諧振點(diǎn),防止發(fā)生諧振風(fēng)險,而無論是采用5.5 %、6 %或7 %之電抗器,其主要目的是避免放大5、7次諧波,因此三種電抗率在功能上都是一樣的,但須注意由于串聯(lián)電抗率的不同,對諧波吸收效果也不同,且電抗器對于電容器端電壓的提升也不相同。因此,在采用5.5 %電抗率時應(yīng)著重考慮電抗器的額定電流,因?yàn)楸绕鹌渌鼉烧?,其調(diào)諧頻率較靠近5th諧波頻率,其電容器的耐壓也需要同時提高。在采用7 %電抗率時,則應(yīng)注意電容器額定電壓的選擇,因?yàn)榇?lián)電抗器后,電容器端電壓抬升比其它兩者大。三種電抗率的綜合比較如表1所示。
電抗率 | 5.5% | 6% | 7% |
作用 | 抑制5、7次諧波 | 抑制5、7次諧波 | 抑制5、7次諧波 |
5次諧波吸收效果 | 35%~45% | 30%~40% | 25%~35% |
電容器端電壓提升 | 5.82% | 6.38% | 7.53% |
電抗器耐流 | 高 | 中 | 低 |
電容器耐壓 | 高 | 中 | 低 |
表1 采用5.5%、6 %及7 %電抗率綜合比較
結(jié)論:
無論使用5.5%、6%或7%電抗率的補(bǔ)償系統(tǒng),其功能相同,主要目的就是為了避免5th諧波被放大。此外兼俱吸收部分諧波功能。
當(dāng)系統(tǒng)諧波電流過大時(一般諧波電流大于100A時)調(diào)諧濾波電容電抗器組會有運(yùn)行安全的隱患,必要時需做諧波治理。
電能質(zhì)量改善
無功補(bǔ)償裝置及元件(電容器、電抗器、投切開關(guān)、控制器)
有源濾波器APF | 靜止無功發(fā)生器SVG | 三相不平衡SPC
電氣安全監(jiān)控系統(tǒng)
電氣火災(zāi)監(jiān)控 | 消防設(shè)備電源監(jiān)控 | 防火門監(jiān)控
電動汽車充電設(shè)備及充電運(yùn)營服務(wù)
節(jié)能變壓