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低压无源滤波无功补偿技术讲解材料.ppt
低压无源滤波无功补偿技术系列培训之《低压无源滤波无功补偿系统的简要介绍》;一、前言 ;电网中主要的谐波源可分为两大类:
一是含有半导体非线性元件的设备,如各类整流设备、交直流换流设备、变流器、逆变器、变频器、晶闸管控制器等;
二是含有电弧和铁磁非线性元件的设备,如电弧炉、电焊机、荧光灯、铁磁谐振等设备。
产生电力谐波的行业和主要的非线性设备有:
1、钢铁、冶金行业-------电弧炉、精炼炉、直流炉、轧机、中频炉、高频炉、各种电力电子设备;
2、机械、石油、化工、轻工行业--------轧制机械、变频调速装置、电解槽、整流器、换流设备、电焊机、感应加热炉;
3、铁道、矿山、水厂行业--------牵引机车、升降机、调速拖动装置、变频调速装置、直流充电机、消磁机、变频驱动装置。
4、车站、机场、码头、电信、广播行业--------照明调光设备、直流电源、??间断电源、交直流逆变器、 射频发射机、通信交换机、变频电源。
5、商业建筑和居民区---------照明调光设备、直流电源、不间断电源、变频电源、家用电器。;二、无源滤波与并联电容无功补偿在原理上区别 ;2、低压并联电容无功补偿的原理,与其无功补偿的局限性
把具有容性负荷的装置与感性负荷并联接在同一电路,当
容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量;而感性负荷释
放能量时,容性负荷却在吸收能量,能量在两种负荷之间
互相交换,这样,感性负荷所吸收的无功功率可由容性负
荷输出的无功功率中得到补偿,在用并联电容器进行无功
补偿的供电系统中电网以感抗为主,电容器支路以容抗为
主。在工频条件下,并联电容器的容抗比系统的感抗大得
多可发出无功功率,对电网进行无功补偿。补偿无功功
率,提高电能质量,降低损耗,同时提供配电运行数据。
并联电容器属于恒阻抗元件,在电网电压下降时其输出的
无功电流也下降,因此不利于电网的无功安全。;并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性,在具有谐
波背景的系统中,大量的非线性负荷会产生大量的谐波电
流注入电网,对这些谐波频率而言电网感抗显著增加,而
补偿系统容抗显著减小导致谐波电流大部分流入电容器支
路,若此时电容器的运行电流超过其额定电流的1.3倍时,
电容器将会因过流而产生故障。另外,在接有谐波源负载
的电网上直接连接电容器,会出现多方面的干扰问题,因
为电容器容抗和电网阻抗形成一个并联谐振回路,在谐振
频率下其阻抗达到很高的数值,如果谐波电流频率与并联
谐振频率相同或接近,则导致产生很高的电压降,电网和
电容器支路流过很大的谐波电流,其数值甚至达到原有谐
波电流的数十倍,这种现象称为谐波放大。如果电网中存
在该特定频率的谐波电流源,则该谐波将直接被放大严重
时还会发生并联谐振或串联谐振。系统谐振将导致谐波电
压和电流明显地高于在无谐振情况下出现的谐波电压和电
流,从而大量的破坏电容器。;无源滤波的原理与低压并联电容无功补偿的区别;
在串联谐振状态下,滤波回路的合成阻抗Xs接近于0,因此
可对相关谐波形成“短路”,在谐振频率以下滤波回路呈容,
因此,滤波回路的主要用途是吸收谐波,同时输出容性基波
无功功率以补偿用电回路中的感性无功功率。这就是无源滤
波补偿技术区别于以往的低压并联电容无功补偿技术的根本
原因。;2、低压补偿柜的技术改进和新技术应用,归纳起
来主要有以下几方面:2.2.1、由三相共补到分相补偿,以求达到更理想
的补偿效果;2.2.2、由单一的无功补偿到同时具有抑制谐波功
能的补偿装置;2.2.3、从采用交流接触器进行投切,到选用晶闸
管开关电路投切,以及发展为等电压、零电流投切
的最佳投切模式;;3、原因
补偿设备的故障主要表现为电容器因过载失效,严重的甚至发
生燃烧、爆炸等恶性事故。出现上述状况的原因,主要是近几年低
压电网受到谐波污染的现象越来越普遍、越来越严重,如表1所示
由于大多数用户及设备制造厂没有针对这种变化采取措施,在
设计及元器件选取方面仍采用以前的技术方案,使得低压无功补偿
设备的可靠性和安全性大大降低。表1所示:
;低压并联电容无功补偿装置通常用接触器或者晶闸管控制电容器组
投切来实现,但是由于它是依靠并联电容器组来提供无功功率,因
而存在如下缺点:???????⑴、?响应时间长,通常要几百个毫秒,不能动态补偿无功。?????? ⑵、?补偿容量受到电网电压的限制,电网电压越低,输出无
功越小,而此时恰恰需要向电网输出无功,以期抬高电网电压水
平。???????⑶、?由于向电网并联了电容,在有谐波背景的系统中大量的
非线性负荷会产生大量的谐波电流注入电网,电网和电容器支路流
过很大的谐波电流,甚至引起该谐波将直接被放大严重时还会发生
并联谐振或串联谐振,从而大量
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