如何在有諧波污染的系統(tǒng)里,正確選用電容器及電抗器。
前言
本文將針對(duì)以下主題加以討論
1)電容器用于無(wú)功補(bǔ)償時(shí),面對(duì)諧波時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題
2)電容器用于無(wú)功補(bǔ)償時(shí),如何在有諧波污染的系統(tǒng)里,正確選用電容器及電抗器
使用電力電容器,已經(jīng)是目前最便宜又穩(wěn)定的無(wú)功補(bǔ)償方法。電力電容器如何達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償功效?無(wú)功補(bǔ)償有何好處?多年來(lái)已有許多論述,在此就不加贅述。
故本文直接從諧波議題開(kāi)始討論。至于何謂諧波?諧波為何會(huì)產(chǎn)生?以及諧波會(huì)造成什么問(wèn)題?多年來(lái)亦已有許多論述,在此也就不加贅述。
本文僅探討電力電容器在應(yīng)用于無(wú)功補(bǔ)償時(shí),若電力系統(tǒng)里有諧波的存在,將會(huì)造成對(duì)電力系統(tǒng)及電容器有何負(fù)面影響?
而為了避免該負(fù)面影響,如何正確的選用及匹配電容器以及電抗器?
電容器與電力系統(tǒng)之并聯(lián)共振
以一個(gè)非常典型的電力系統(tǒng)為例。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)在一般的狀況是電感性加一小部份電阻性。在系統(tǒng)中為了無(wú)功補(bǔ)償,而投入電容器的同時(shí),因?yàn)殡娙萜魇请娙菪载?fù)載,因此投入電容器之后,在某一個(gè)頻率時(shí),電容器本身的電容性會(huì)與系統(tǒng)的電感性造成電容器本身與電力系統(tǒng)并聯(lián)共振的問(wèn)題。
如果該系統(tǒng)有諧波污染,而這并聯(lián)共振頻率又剛好是諧波頻率,或接近諧波頻率,則此一諧波成份會(huì)因該電容器的電容性及系統(tǒng)的電感性并聯(lián)共振而放大。
這個(gè)被放大的諧波電流,會(huì)造成電力系統(tǒng)更嚴(yán)重的諧波污染,而且該放大的諧波電流同時(shí)造成電容器及該分路過(guò)電流過(guò)載。如果這個(gè)過(guò)載情形太嚴(yán)重,超過(guò)電容器所能承受,電容器可能會(huì)因此而故障。
電容器串接電抗器解決并聯(lián)共振問(wèn)題
為了在有諧波負(fù)載的系統(tǒng)中,加裝電容器組以達(dá)到無(wú)功的補(bǔ)償,同時(shí)又能避免單純裝電容器時(shí)所造成的并聯(lián)共振問(wèn)題,先進(jìn)電機(jī)所提出的解決方法,便是在電容器前再加裝一只抗諧(De-tuned)電抗器。
那么要串聯(lián)多大的電抗器呢?針對(duì)各種不同的應(yīng)用場(chǎng)所,專家們提出了許多建議,譬如:選用該電抗器的阻抗為電容器阻抗絕對(duì)值的5.67%,6%,7%,13%,14%等等,
在英文中,通常把此種電容器加裝De-tuned電抗器之設(shè)備稱為De-tunedFilter。
至于應(yīng)該選用多少百分比的電抗率,則需要更進(jìn)一步了解『應(yīng)用場(chǎng)所有哪些諧波電流?』。
在此需要特別把電容器及電抗器的阻抗公式列出
電容器阻抗為Zc=1/(jωC)
電抗器阻抗為ZL=jωL