電網(wǎng)容量的擴(kuò)大,使得系統(tǒng)短路容量的額定值迅速增大。如在500kV變電所的低壓35kV側(cè), 非常大的三相對(duì)稱(chēng)短路電流有效值已經(jīng)接近50kA。為了限制輸電線路的短路電流,保護(hù)電力設(shè)備,必須安裝電抗器,電抗器能夠減小短路電流和使短路瞬間系統(tǒng)的電壓保持不變。
電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膫鹘y(tǒng)方式是并聯(lián)電力電容器。近年來(lái),非線性負(fù)載如整流設(shè)備、變頻器、UPS、電梯、空調(diào)等廣泛使用,產(chǎn)生大量諧波電流并注入到電網(wǎng)中。
諧波污染較大的系統(tǒng)中,單純并聯(lián)電容器組的無(wú)功補(bǔ)償方式是不能很好使用的。原因有二:一是并聯(lián)電容器組對(duì)諧波有放大作用,易發(fā)生串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振,使得系統(tǒng)電壓及電流的畸變更加嚴(yán)重;二是由于諧波電流疊加在電容器基波電流上,使電容器的電流有效值增大,造成溫度升高,減少使用壽命,甚至yongjiu損壞。
在已知電網(wǎng)電壓n U ,電網(wǎng)諧波頻譜特性及所需單組無(wú)功補(bǔ)償容量Q 的情況下,如何選擇調(diào)諧補(bǔ)償裝置的電容器與電抗器(串聯(lián)電抗器)呢?
第.一步:確定調(diào)諧頻率r f 或電抗率K 或調(diào)諧次數(shù)n 。
不同配電系統(tǒng)中特征諧波頻譜特性是不同的。為使調(diào)諧型無(wú)功補(bǔ)償裝置能夠正常使用,該回路的調(diào)諧頻率r f 需低于網(wǎng)絡(luò)中zui低次諧波的頻率。如電網(wǎng)中含有3 次、5 次及以上諧波,調(diào)諧頻率r f 需低于3 次諧波頻率(50 Z H 電網(wǎng)中3 次諧波頻率為150 Z H );
電網(wǎng)中含有5 次、7 次及以上諧波,調(diào)諧頻率r f 需低于5 次諧波頻率(50 Z H 電網(wǎng)中5 次諧波頻率為250 Z H )。調(diào)諧頻率r f 計(jì)算方法如下:《GB50227-95 并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)調(diào)諧補(bǔ)償裝置的電抗率K 作出如下規(guī)定“當(dāng)并聯(lián)電容器裝置接入處的背景諧波為5 次及以上時(shí),宜取4.4%~6%;當(dāng)并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)處的背景諧波為3 次及以上時(shí),宜取12%”。
調(diào)諧頻率r f 與電抗率K 是相互關(guān)聯(lián)的。電抗器(串聯(lián)電抗器)電抗率K 的定義是工頻條件下電抗器(串聯(lián)電抗器)感抗與電容器容抗的比值配電系統(tǒng)中含有3 次及以上諧波,選用調(diào)諧頻率為135 Z H 的補(bǔ)償裝置;配電系統(tǒng)中含有5 次及以上諧波,選用調(diào)諧頻率為215 Z H 的補(bǔ)償裝置。