无功补偿中对谐波的抑制作用及电抗率的选择及电容器的端电压计算.doc

电容器的端电压计算、电容器的端电压计算Ucn；Ucn=Uxn/(1-电抗器的电抗率%)【Ucn为电容器的额定端电压、Uxn为电网的线电压】，注；抑制5次以上的谐波时，电抗器的电抗率取4.5%~6%，抑制3次以上的谐波时，电抗器的电抗率取12%，所以在选择无功补偿有电抗器时电容器一定要注意其端电压的选择。、电容器回路电流的计算；Icn= Uxn/(1-电抗器的电抗率%)【Icn为电容器的回路电流、Uxn为电网的线电压】，所以在选择其熔断器及热继电器时一定要把这时的电流一并考虑进去。、电抗器的电抗率%是指串联电抗器的相感抗Xln占电容器的相容抗Xcn的百分比，电容器回路线电流的计算；Icn=Qc/Uxn√3=Uxn/ Xcn√3。Xcn= Uxn2/ Qc。、电容器串联电抗器后，其无功补偿的补偿量=1.062 Qc，提高了6.2%。、并联电容器可以长期允许运行在1.1倍的额定线电压下。a、电抗器的电抗率为6%时，则电容器的端电压升高6.4%。b、电抗器的电抗率为12%时，则电容器的端电压升高13.6%。无功补偿中对谐波的抑制作用及电抗率的选择随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，如低压小容量家用电器和高压大容量的工业用交、直流变换装置，特别是静止变流器的采用，由于它是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，从而引起电网的谐波“污染”。产生电网谐波“污染”的另一个重要原因是电网接有冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，它们在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重。这不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，形成了对电网的“公害”。 在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”暂未得到根本整治之前，如果不采取必要的措施，将会产生一定的谐波放大。我们在许多工矿企业中，经常遇到这样的情况，无功功率补偿装置(电容器直接补偿)投入后，供电设备中的电器件(包括变压器、电抗器、电容器、自动开关、接触器、继电器)经常损坏，这就是谐波电流被电容器直接补偿引起的谐波放大后而造成的。许多企业采用电容器串接电抗器的无功补偿方式来回避谐波，但是由于不清楚电抗值的计算方法，不仅达不到理想补偿效果，反而造成了谐波放大。一些企业选用了无源滤波器，但由于没有对电网参数精确测算，投入运行后不能正常运行。由于电抗器高次谐波电流含量与电网谐波源状况、阻抗参数和电容器装置回路阻抗参数有关，因此在实际应用中电抗率的取值是不同的。串联电抗器绝不能与电容器组任意组合，更不能不考虑电容器组接入母线处的谐波背景。文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。 　　1 谐波的产生及其主要构成成分 　　谐波产生的原因是多种多样的，但电网谐波的主要构成并不复杂。电网谐波是指基波的整数倍的高次波，即2、3、4、5……次谐波。各次谐波中，偶次谐波是由于信号正负半周的不对称所形成的，而电网中电流正负半周的不对称的情况不常见，因此偶次谐波的含量很小。在三相系统中，3、6、9……等3 的整数次谐波的相位相同，在三相三线的系统中不能流通，在三相补偿电容器中也不能流通。只要不是分相补偿就不需要考虑3 的整数次谐波的影响。在输电、工业、电力电子等场合一般有以下几种情况： 　　(1)在多数情况下，谐波是由非线性负荷产生的，主要是整流滤波，它在电网中产生PN次谐波，P是一个周期内整流形成的直流波头数，N是自然数，三相整流最低谐波次数是5 次。 　　(2)在中频炉、变频器等逆变类负荷中，逆变频率与电网频率无关，会产生频率并不是基波的整数倍谐波，有人称其为分数次谐波。但这些谐波被整流滤波电路隔离不会直接反馈到电网中去。 　　(3)在电弧炉、电解铝、氯碱厂等大型冲击性不对称负荷中，虽然谐波的成分非常复杂且含量很大，但由于其工作的间断性产生的谐波多为间谐波，特点是持续时间短，频谱杂乱，叠加后形成白噪声。这类谐波可以通过在谐波负载前加装低通滤波器进行治理。 　　(4)电力机车是人们公认的谐波源，但电力机车主要形成的是陷波和不平衡负载，通过Y/△接线的变压器后3 的倍数次谐波被隔离，注入电网的谐波成分与逆变类负荷一样，所以电网谐波的主要成分是5、7、11、13、17、19……次谐波。 　　2 谐波在无功补偿中的危害 　　电网谐波与无功补偿中并联电容器的运行有较大的关系，因为电容器可能使电网中的谐波电流放大，有时甚至在电网中产生谐振，使电器设备受到严重损坏，破坏电网的正常运行。谐波放大时，大量的谐波电流在电网与补偿电容之间往复交换，使包括变压器及电容器等电网上的设备出现过载并产生机械振动，释放大量的热量，加快损耗设备的同时也使电网正常运行的可靠性大大降低。