?諧波對連接在無功補(bǔ)償回路中的電容器是非常危險(xiǎn)的。電容器的電容與電網(wǎng)的電感形成了一個(gè)諧振電路,通常這個(gè)諧振電路的自諧振頻率位于250和500Hz之間,即在5次和7次諧波范圍內(nèi)。當(dāng)電網(wǎng)中存在的諧波頻率與自諧振頻率相近時(shí),有可能使諧波電流放大到正常的20倍左右。受諧波影響的電網(wǎng)不能采用常規(guī)的電容器來做無功補(bǔ)償。
當(dāng)系統(tǒng)上存在諧波時(shí),使用調(diào)諧濾波電容器組是功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)良方法之一。由電容器和電抗器串聯(lián)組成的調(diào)諧濾波電容器組,可以在基波頻率下補(bǔ)償無功功率,同時(shí)解調(diào)諧振電路的自諧振頻率,避免諧波因諧振而放大。
調(diào)諧濾波電容器組,由數(shù)段電容器及調(diào)諧電抗器組合而成,每段形成串聯(lián)共振回路,使共振頻率低于最低之諧波頻率,在基波頻率(50Hz)下,呈現(xiàn)電容性,以提供無功功率補(bǔ)償;同時(shí)在諧波頻率下,呈現(xiàn)電感性,故與網(wǎng)絡(luò)不會(huì)形成并聯(lián)共振回路,即不會(huì)造成諧波放大。另外,調(diào)諧濾波電容器組,也可消除高次諧波電流約15-50%。
非調(diào)諧式濾波器(detuned filter) 適用于 3次及以上諧波 / 電抗系數(shù) 12.5% 或 14%;適用于 5、7次及以上諧波 / 電抗系數(shù) 5.5% 或 7%。(參考GB50227-95,并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范)
在IEC標(biāo)準(zhǔn)中,無源濾波器的諧振點(diǎn)低于主諧波頻率90%時(shí),為非調(diào)諧式濾波器,也叫做安全補(bǔ)償系統(tǒng),例如背景諧波為5次時(shí),諧波的頻率為250Hz,非調(diào)諧濾波器的諧振點(diǎn)往往設(shè)立在189Hz(電抗率為7%,五次諧波電流的濾波效果約為15%,具體視系統(tǒng)阻抗)、204Hz(電抗率為6%)、214Hz(電抗率為5.5%,五次諧波電流的濾波效果約為40-50%,具體視系統(tǒng)阻抗);
非調(diào)諧式濾波器的諧振點(diǎn)由于離主諧波頻率較遠(yuǎn),有一定的阻抗,并且阻抗呈感性,可有效解決電力系統(tǒng)由于諧波的存在,在投切電容器時(shí)發(fā)生諧振的可能性,并且起到降低諧波電壓,將一部分諧波電流分流的作用;由于進(jìn)入LC回路的諧波電流較少,元器件發(fā)熱和受到大電流沖擊引起的事故概率就少很多,并且可以根據(jù)系統(tǒng)的無功情況進(jìn)行自動(dòng)投切,如果工廠的無功變化不是很頻繁,可以選擇比較經(jīng)濟(jì)的傳統(tǒng)的電磁式接觸器來對LC回路進(jìn)行投切控制。
為了提高功率因數(shù),提高變壓器的利用率,提高系統(tǒng)的用電效率,降低無功電流帶來的損耗是電力用戶的基本目的。在諧波的環(huán)境下,當(dāng)用戶使用LC回路的目的是既可以對基波頻率(50Hz)下的系統(tǒng)補(bǔ)償容性的無功電流,又可以避免用純電容補(bǔ)償時(shí)容易發(fā)生的諧振現(xiàn)象,濾除部分諧波時(shí),建議采用安全補(bǔ)償?shù)姆绞?,即非調(diào)諧式濾波補(bǔ)償設(shè)備,背景諧波為5次以上時(shí),電抗率選擇7%或5.5%。是90%的用戶選擇的方式。