电容器组电抗率的选择.doc

电容器组电抗率的选择机械工业第四设计研究院 陈才俊摘 要:文章阐述如何根据背景谐波选择电容器组的电抗率关键词:谐波电抗率串联谐波并联谐波一、什么叫电抗率非线性元件是产生谐波的根源,非正弦波的周期可利用傅里叶级数予以展开,谐波的危害人人皆知,这些就不在这里叙述。治理谐波的方法是采用滤波器,滤波器大量吸收系统里由谐波源发生的谐波,抑制了谐波对系统的骚扰。电容器是提高功率因数的,带电抗器的电容器组在汽车厂广泛应用,所以要串联电抗器,其目的之一是减少电容器组的合闸涌流,另一个目的是将电容器组作为滤波器来治理谐波。目的不同,所串联电抗器的电抗率(又称相对电抗率),也是不同的。%~1%,由制造厂选配,后者电抗率应由用户根据背景谐波的不同,从制造厂产品样本所示的标准规格选择。所谓电抗率K,就是所串联电抗器的感抗(ωL)和电容器容抗()的百分比,即K=ω2LC。此处ω=2πf=314,f即基波频率50Hz。对某次谐波,如n次,感抗是nωL,或称nXL,容抗是或称。二、利用串联谐振激活谐波如果略去很多分支回路,某次谐波从谐波源出发,面临2个并联回路,其中一个回路是电网系统,另一个回路是串联电抗器的电容器组。假设系统基波电抗是Xs,串联电抗器的电容器组的基波电抗是XL—Xc。既然,那么XL—XC=KXC—XC=XC(K—1)。系统谐波电抗是nXS,串联组谐波电抗是nXL—=nKXc-)。设谐波源流出的n次谐波电流为In,In=Ins+Inc,Ins为流入系统的n次谐波电流,Inc为流入电容器组的n次谐波电流。根据定压原理和分流原理可分别得出:作为滤波器,当然希望谐波电流In全部流入电容器组,即希望nK=0,即K=。对3次谐波,K=11%,对5次谐波,K=4%,对7次谐波,K=2%。但若果真如此,这种现象就叫串联谐振,谐波电流大量流入将危及电容器组,造成电容器大量损坏,因此K应靠近,又要躲离11%、4%、2%。根据GB50227-95《并联电容器装置设计规范》推荐:抑制3次谐波的串联电抗器电抗率为12%,抑制5次谐波电抗率为6%。按照这样的电抗率组成的电容器组,一方面能吸收部分系统内的谐波电流,一方面又不致引起电容器的过热。根据IEC的规定,所选电抗率应为K=,该式来源于K=,%的调谐偏差率。按照这规定,对3次谐波来说,选用14%,对5次谐波来说,选用5%,对7次谐波来说,%。按照英博公司的标准,电抗率有14%、7%%。如果系统中存在5次谐波,%或7%的电抗率,如果系统中存在3次谐波,则需要14%的电抗率。按照公式,对应某一K值,可以推算出来一频率,称谐振频率,%对应的谐振频率是214Hz、7%对应的谐振频率是189Hz,14%对应的谐振频率是134Hz。如果系统内的谐波是5次的,即250Hz,选择的谐振频率应小于并接近250Hz,%(214Hz)或7%(189Hz),前者比起后者来,吸收系统中5次谐波的分量更多。如果选14%(134Hz),对5次谐波的吸收是0。%(310Hz),谐振就不可能被激活,不可能吸收5次谐波了。%是对付7次谐波的,因此根据谐波频率(即n次谐波)“对症”选择谐振频率(即电抗率K)太重要了。下面有计算举例。三、不要掉入并联谐振的陷