无功功率治理方案

现在用电设备智能化的提高,电网存在许多谐波分量,部分严重负荷已经严重危害到了配电设备及用电设备的安全,谐波安全需引起关注,往往无功补偿系统需设计去谐波型或抑制谐波型设备。

为什么要在电容器回路中串联电抗器

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,如变频器、UPS、计算机、电弧炉、大型轧钢机、电力机等,由于它们均以开关方式工作的,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”。

如系统中有谐波的存在,在电容器上增加负荷反映为对电流更高的损耗,更高的电流损耗意味着热过载,致使电容的寿命缩短。在并联电容器的回路中串联调谐电抗器是非常有效和可行的方法。串联调谐电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流,防止谐波对电容器造成危害,避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。

什么情况下应该使用串联电抗器

一般情况下,系统中非线性负荷的容量达到或超过变压器容量的25% 时,建议在补偿电容回路中串联电抗器;非线性负荷低于15%,常规的补偿电容既可;当非线性负荷大于60% 的情况下,就有必要使用有源滤波器抑制谐波了。

电抗系数的含义是什么,7% 与14% 的电抗器有什么区别?电抗系数P 是用来表征LC 回路中电容器和电抗器的阻抗关系的参数,即:P=XL / XC 用百分数表示( 常用的电抗系数有7% 和14%)。

7%电抗器:主要用于抑制非线性负荷产生的5 次及5 次以上谐波,这些谐波主要来自三相非线性负荷( 如变频器、三相UPS 等)。所对应的非调谐频率为189Hz,此频率介于3 次与5 次谐波频率之间,避免系统发生谐振。

14% 电抗器:主要用于抑制3 次及3 次以上谐波,这些谐波主要产生于单相非线性负荷(如计算机、节能灯具等)。对应的非调谐频率为134Hz,调整系统谐振频率到3 次以下,避免系统发生谐振。

无功功率谐波次数与电抗器分析曲线
无功功率谐波次数与电抗器分析曲线

通过上图可发现,相对于6%、5.67%、5% 等电抗器,7% 的电抗器离谐振点更远,对谐波电流的抑制能力更强,电容器更不容易过载,电容柜也更安全。故从保护电容、保证无功补偿装置安全运行而言,7% 的电抗器性能更优于6%、5.67% 和5% 等电抗器。而且,14% 电抗器性能优于12.5% 的电抗器。

当然,在相对应的目标谐波背景下,电抗系数越小吸收谐波效果越好,但电抗器在这些场合的主要任务还是为了保护电容、保证无功补偿安全运行,解决谐波问题应当由专用滤波器来完成。谐波吸收和电容保护,对于电抗器是矛盾的。

调谐电抗器与普通电抗器有什么区别

如系统中没有谐波的存在,串上普通电抗器可达到降低涌流的目的,但是如系统中有谐波的存在,谐波将引起普通电抗器的发热、线性度的下降、系统电压的变化等,严重地影响电抗器的性能。串联的调谐电抗器在设计和出厂测试时,就充分考虑了这些特殊要求,使得电抗器能够适合电网畸变情况下电容补偿柜的特殊应用。

使用调谐电抗器对电容器的选型有什么影响

由于在电容器补偿回路中串联了电抗器,电容器两端的电压将升高。在400V 的配电系统中,普通的400V 电容器,将不再适合与电抗器串联使用。

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