补偿无功装置

二、 高次谐波危害

在三相回路中,三的整数倍次谐波电流 是零序电流,零序电流在中性线中是相互叠加的。零序谐波电流主要是由三相四线制非线性设备产生的,使供电系统中的中性线电流很大。 当中性线上有较大的谐波电流时,中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降,此中性线电压降以共模干扰形式干扰计算机和各种微 电子系统的正常工作,使控制设备和精密仪器工作不可靠,故障率高。

计算机和一 些其它电子设备,通常要求总谐波电压畸变率(THD)小于5%,且个别谐波电压畸变率低于3%,较高的畸变量可导致控制设备误动作,进而造成 生产或运行中断,导致较大的经济损失。

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高次谐波主要通过传导和感应耦合两种方式对电 源及邻近用电设备产生谐波污染。传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载,对并联的电气设备产生干扰;感应耦合 是指谐波在传导的过程中,与此电源线平行敷设的导线又会产生电磁耦合,形成感应干扰。

隔 离技术是电磁兼容性中的重要技术之一。所谓干扰的隔离,是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。

谐波对连接在功率因数电路中的电容器是非常危险的。电容器的电 容与电网的电感形成了一个谐振电路,通常这个谐振电路的自谐振频率一般位于250和500Hz之间,即在5次和7次谐波范围内。当电网中存在 的谐波频率与自谐振频率相近时,有可能使谐波电流放大到正常的20倍左右。受谐波影响的电网不能采用常规的电容器来做无功补偿。

调谐滤波电容器组,由数段电容器及调谐电抗器组合而成 ,每段形成串联共振回路,使共振频率低于最低之谐波频率。对含有5次以上谐波的系统,使用带6%电抗器的调谐式电容器组;对含有3次以 上谐波的系统,使用带14%电抗器的调谐式电容器组。在基本波频率(50Hz)下,调谐滤波电容器组呈现电容性,以提供无功功率;而在谐波频 率下,则呈现电感性,故与网络不会形成并联共振回路,亦即不会造成谐波放大。因此,调谐滤波电容器组,可安全补偿无功功率,亦可消 除低次谐波电流约30%。

当系统对抗干扰能力要求较高、或系统中谐波含量较复杂时,为减少变频器高次谐波的污染,可在电源输入端并联有源滤 波器。有源滤波器能有效虑除电网中2~50次谐波,反应时间小于1毫秒,是目前最有效的一种滤波技术。

3.额定电压(UR)。在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直 流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时,必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在 空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生。对于所有的 电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。 4.损耗角正切(tgδ)。在规定频率的正弦电压下,电 容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路 如附图所示。对于电子设备来说,要求RS愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角要小。

我们知道,晶闸管有一个重要 特性参数-断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下,使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压 上升率过大,超过了晶闸管的电压上升率的值,则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压,也 可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成。

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在晶闸管处于阻断状态下,因各层相距很近,其J2结结面相当于一 个电容C0。当晶闸管阳极电压变化时,便会有充电电流流过电容C0,并通过J3结,这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管在关断时, 阳极电压上升速度太快,则C0的充电电流越大,就有可能造成门极在没有触发信号的情况下,晶闸管误导通现象,即常说的硬开通,这是不 允许的。因此,对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。

直流稳压电路(开关电源)中的高速脉冲电路产生的射频电流;