谐波情况下的无功补偿设计
0 引言
随着变频器、电力节电器等非线性负荷的推广使用,电力网的谐波含量越来越大。电网谐波对电力无功补偿设备有着极大的影响,在谐波严重的局部电网,无电抗的电容器无功补偿设备几乎无法工作。许多企业采用电容器串接电抗器的无功补偿方式来回避谐波,但是由于不清楚电抗值的计算方法,不仅达不到理想补偿效果,反而造成了谐波放大。一些企业选用了无源滤波器,但由于没有对电网参数精确测算,投入运行后不能正常运行。针对低压系统无功补偿的谐波治理问题,本文对补偿电容器串接电抗器的设计计算进行了详细的说明,还对无源滤波器在设计中的模糊概念进行了澄清,提出了用串接电抗器解决电网谐波下无法使用无源滤波器的问题,并给出了实用的计算方法。
1 谐波的主要构成成分
谐波产生的原因是多种多样的,但电网谐波的主要构成并不复杂。电网谐波是指基波的整数倍的高次波,即2、3、4、5……次谐波。各次谐波中,偶次谐波是由于信号正负半周的不对称所形成的,而电网中电流正负半周的不对称的情况不常见,因此偶次谐波的含量很小。在三相系统中,3、6、9……等3 的整数次谐波的相位相同,在三相三线的系统中不能流通,在三相补偿电容器中也不能流通。只要不是分相补偿就不需要考虑3 的整数次谐波的影响。
在多数情况下,谐波是由非线性负荷产生的,主要是整流滤波,它在电网中产生PN依1 次谐波,P是一周内整流形成的直流波头数,N 是自然数,三相整流最低谐波次数是5 次。 大电流电感
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