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如何解決電容器無功補(bǔ)償中的諧波問題
諧波治理針對無功補(bǔ)償系統(tǒng)的調(diào)諧頻率，如果電網(wǎng)中存在該特定頻率的諧波電流源則該諧波將直接被放嚴(yán)重時還會發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。系統(tǒng)諧振將導(dǎo)致諧波電壓和電流明顯地高于在無諧振情況下出現(xiàn)的諧波電壓和電流。
一、諧波與串聯(lián)諧振
當(dāng)上一級電網(wǎng)系統(tǒng)電壓波形嚴(yán)重畸變時此時的諧波源相當(dāng)于一個很大的電壓源。諧波電壓將在變壓器的感抗和電容器的容抗間形成串聯(lián)回路。當(dāng)感抗和容抗相等時，將形成串聯(lián)諧振。此時諧波電壓將在串聯(lián)回路上形成強(qiáng)大的電流直接流經(jīng)補(bǔ)償電容器使電容器因過流而迅速故障。
二、諧波與并聯(lián)諧振
當(dāng)電網(wǎng)中的諧波主要由非線性用電負(fù)荷產(chǎn)生時，此時的諧波源可看作一個很大的電流源，其產(chǎn)生的諧波電流加在系統(tǒng)感抗和電容器的容抗之間，形成并聯(lián)回路。當(dāng)電網(wǎng)阻抗和電容器阻抗相等時，將形成并聯(lián)諧振。此時，即使系統(tǒng)中的N次諧波電流不大，流入電容器的N次諧波電流也將會很大（理論上為無窮大，實際上，由于存在電阻，諧波電流為一很大的有限值），被放大的諧波電流流經(jīng)電容器時可導(dǎo)致其內(nèi)部組件過熱而出現(xiàn)故障。
無源濾波器是傳統(tǒng)的進(jìn)行無功補(bǔ)償和諧波治理的方法，具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點因此被廣泛采用。但是無源濾波器的濾波性能受系統(tǒng)和負(fù)載參數(shù)的影響較大，易于與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大從而使濾波器過載甚至燒毀，另外它只能消除特定次的諧波，動態(tài)性能相對較差，無功補(bǔ)償效果也不是很理想。為此，急需開發(fā)出新的裝置來彌補(bǔ)上述缺陷。
由以上分析可見在有諧波治理背景的供電系統(tǒng)中單獨(dú)使用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償時若發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振大部分諧波電流將流隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，用晶閘管實現(xiàn)的靜止無功補(bǔ)償裝置因其優(yōu)良的性能而被廣泛應(yīng)用。例如，有一種兼有諧波治理功能的動態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置叫做晶閘管投切電容器TSC這種裝置性能良好，被很多場合采用，但線路組成比較復(fù)雜，故障點多，維護(hù)量相對較大。該裝置根據(jù)局部電網(wǎng)最低功率因數(shù)設(shè)置固定電容器，根據(jù)諧波的階次由電抗器串聯(lián)固定電容器組成LC諧波吸收回路根據(jù)電網(wǎng)功率因數(shù)變化量來調(diào)節(jié)相控電抗器的大小實現(xiàn)局部電網(wǎng)無功補(bǔ)償和諧波治理。相對TSC來說，該裝置線路簡單，故障率低，運(yùn)行也較穩(wěn)定，值得推廣。
一、諧波與串聯(lián)諧振
當(dāng)上一級電網(wǎng)系統(tǒng)電壓波形嚴(yán)重畸變時此時的諧波源相當(dāng)于一個很大的電壓源。諧波電壓將在變壓器的感抗和電容器的容抗間形成串聯(lián)回路。當(dāng)感抗和容抗相等時，將形成串聯(lián)諧振。此時諧波電壓將在串聯(lián)回路上形成強(qiáng)大的電流直接流經(jīng)補(bǔ)償電容器使電容器因過流而迅速故障。
二、諧波與并聯(lián)諧振
當(dāng)電網(wǎng)中的諧波主要由非線性用電負(fù)荷產(chǎn)生時，此時的諧波源可看作一個很大的電流源，其產(chǎn)生的諧波電流加在系統(tǒng)感抗和電容器的容抗之間，形成并聯(lián)回路。當(dāng)電網(wǎng)阻抗和電容器阻抗相等時，將形成并聯(lián)諧振。此時，即使系統(tǒng)中的N次諧波電流不大，流入電容器的N次諧波電流也將會很大（理論上為無窮大，實際上，由于存在電阻，諧波電流為一很大的有限值），被放大的諧波電流流經(jīng)電容器時可導(dǎo)致其內(nèi)部組件過熱而出現(xiàn)故障。
無源濾波器是傳統(tǒng)的進(jìn)行無功補(bǔ)償和諧波治理的方法，具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點因此被廣泛采用。但是無源濾波器的濾波性能受系統(tǒng)和負(fù)載參數(shù)的影響較大，易于與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大從而使濾波器過載甚至燒毀，另外它只能消除特定次的諧波，動態(tài)性能相對較差，無功補(bǔ)償效果也不是很理想。為此，急需開發(fā)出新的裝置來彌補(bǔ)上述缺陷。
由以上分析可見在有諧波治理背景的供電系統(tǒng)中單獨(dú)使用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償時若發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振大部分諧波電流將流隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，用晶閘管實現(xiàn)的靜止無功補(bǔ)償裝置因其優(yōu)良的性能而被廣泛應(yīng)用。例如，有一種兼有諧波治理功能的動態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置叫做晶閘管投切電容器TSC這種裝置性能良好，被很多場合采用，但線路組成比較復(fù)雜，故障點多，維護(hù)量相對較大。該裝置根據(jù)局部電網(wǎng)最低功率因數(shù)設(shè)置固定電容器，根據(jù)諧波的階次由電抗器串聯(lián)固定電容器組成LC諧波吸收回路根據(jù)電網(wǎng)功率因數(shù)變化量來調(diào)節(jié)相控電抗器的大小實現(xiàn)局部電網(wǎng)無功補(bǔ)償和諧波治理。相對TSC來說，該裝置線路簡單，故障率低，運(yùn)行也較穩(wěn)定，值得推廣。
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