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電能質(zhì)量
專家診治

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諧波為什么會損傷濾波兼無功補(bǔ)償裝置？

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2015-12-09分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂2

當(dāng)負(fù)荷是變頻器、中頻爐、直流電機(jī)等諧波源時，常常出現(xiàn)濾波兼無功補(bǔ)償裝置燒毀的情況。特別是，隨著變頻器在電機(jī)節(jié)電領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，諧波電流對無功補(bǔ)償裝置的影響日益突出。這已經(jīng)成為企業(yè)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造中不可回避的問題。節(jié)能改造中大量使用變頻器，而變頻器產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流。這些諧波電流對原來的無功補(bǔ)償裝置造成了不同程度的損壞，常見的現(xiàn)象包括：

1、無功補(bǔ)償裝置不能投切：這一般發(fā)生在無功補(bǔ)償控制器中包含諧波保護(hù)裝置的場合，當(dāng)檢測到諧波電流過大時，裝置進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，同時會顯示諧波過大的提示信息；

2、無功補(bǔ)償裝置中的保險絲燒斷：這是流過補(bǔ)償裝置的電流過大導(dǎo)致的；

3、無功補(bǔ)償裝置中的電容損壞（鼓肚）：這是流過補(bǔ)償電容的電流過大，導(dǎo)致電容過熱引起的。

諧波電流造成這些危害的根本原因是諧波電流在濾波兼無功補(bǔ)償裝置與變壓器構(gòu)成的回路中發(fā)生了諧振。

電路諧振的原理與機(jī)械諧振的原理相同。機(jī)械諧振是指物體在外力的作用下以其固有的振蕩頻率振動，當(dāng)外力作用的頻率與物體的固有振蕩頻率相同時，物體的振幅變得越來越大，即使較小的外力也能夠?qū)е潞艽蟮恼穹?，這就是諧振現(xiàn)象。秋千的道理就是如此，只要游戲者按照秋千擺動的頻率施加外力，秋千的擺動幅度就會越來越大。有些物體，當(dāng)振動幅度過大時，就發(fā)生了損壞。圖1所示的是一座橋梁在風(fēng)力的作用下，產(chǎn)生諧振，然后發(fā)生坍塌的情況，這座橋梁投入使用僅僅幾個月的時間。

專家講堂-文章配圖1

圖1 機(jī)械諧振現(xiàn)象

在電力系統(tǒng)中，變壓器與無功補(bǔ)償電容構(gòu)成了一個LC并聯(lián)電路，如圖2所示。這個電路有一個固有的振蕩頻率f0，當(dāng)f0與諧波的頻率相同時，就會產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，在電容和變壓器回路中產(chǎn)生很強(qiáng)的諧波電流，導(dǎo)致電容甚至變壓器燒毀。

專家講堂-文章配圖2

圖2 補(bǔ)償裝置與變壓器構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路

解決這個問題的方法有兩個，一個是將濾波兼無功補(bǔ)償裝置改為抗諧波類型的，具體方法是在補(bǔ)償電容上串聯(lián)電抗器，是LC串聯(lián)支路的諧振頻率低于可能出現(xiàn)的Z低諧波頻率。

另一個方法是在諧波源負(fù)載的電源線輸入端安裝一個諧波濾波器，減小向電網(wǎng)注入的諧波電流。實(shí)際上，企業(yè)在進(jìn)行節(jié)能改造時，只要對節(jié)電柜提出諧波電流的限制要求，就能夠回避這種風(fēng)險。對節(jié)電柜的諧波電流的限制要求可以采用GB17625標(biāo)準(zhǔn)。只要接入電網(wǎng)的設(shè)備全部滿足GB17625標(biāo)準(zhǔn)，就能夠徹底避免諧波電流帶來的危害。

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