第07章 低压无源滤波补偿组件.pdfVIP

低压无源滤波补偿 滤波补偿区 图中 ξ＞0 的区域，其特点是系统中存在显著的谐波源而电容器支路串联有足够大的电 抗，使得 因而呈感性。此时电容器支路作为无功补偿设备兼有部分滤波功能，故称 之为滤波补偿区。 由式 3 可知，在 为零或很小的情况下， ξ对于各次谐波都是负值，都难免遇到谐波 放大或谐振问题使得无功补偿无法进行 （常见的现象是电容器支路谐波电流过载、电容器早 期损坏、熔断器动作、控制器失灵等）。在电容器支路中串联了足够大的电抗使得 ξ再变为正 值，则电容器支路对谐波呈感性。系统谐波电流就不再被放大。电容器支路流进了部分谐波 电流，分流了注人系统的部分谐波电流。即此时电容器支路不仅能对基波进行有效的无功补 偿，而且还能滤去部分谐波电流。 由 可知，为使 3 次及以上谐波在电容器支路呈感性, 所串电抗率必 须满足条件： , 即大于 11.1%， 同理，为使 5 次、7 次、11 次及以上谐波在电容器支路呈感性的条件分别为： ，即大于 4% ； ，即大于2.04% ； ，即大于 0.826% ； 通常在系统谐波不超标的情况下只要求电容器能顺利进行无功补偿就行了，并不要求电容 器支路能滤掉全部谐波。 为此电容器支路电抗率针对 3 次、5 次、7 次、11 次谐波分别选取比串联谐振值 11.1%、 4% 、2.04% 、0.83%和稍大一些的数值，即取 13%、6% 、4% 和 1%，可以看出这里对 3 次、 5 次、7 次、11 次谐波选取的电抗率都比申联谐振值大 2% 左右。 如果 （ 通常在 20～200 之间）则在这几种情况下， ξ值都正好接近 2 ， 也就是电容器支路承担的相应次谐波电流都是 ，即都滤掉 。 当然如果 更大一些，则 ξ值也更大一些，滤除的要少一些，反之对较小的电源系统 则滤除的会多一些。在其他条件不变的情况下，电抗率增加，若 ξ值上升，电容器支路滤除 的谐波电流就减少。同样，谐波次数增高，滤波部分也减少。 例如串 6%的电抗，设 ，则会滤掉 5 次谐波电流的约 33%，7 次谐波电流的 约 20% ，11 次谐波电流的约 16%，23 次谐波电流的约 14.7%和 49 次谐彼电流的约 14.4%等。 值得指出针对较高次谐波选取的 值，对于较低次谐波因 ξ值可能变为负值而使该次 1 谐波放大。 如针对5次谐波电抗率取6%时，对3次谐波 这对3次谐波略有放大 －5.1，这对3次谐波略有放大。 如系统短路容量较小则 ξ可能落入[-2,-1/2]的区间而造成3次谐波谐振。 在处理实际问题时，应进行必要的验算，以防止谐波谐振。 至于对11次及以上谐波电抗率也取4% ，则对5次、7次谐波也有滤波作用，否则取2%就会 放大3次、5次谐波。 人但对含有高幅值谐波电流的负载, 上述滤波补偿方式也只能做到不放大、不谐振和滤掉一 小部分谐波。在某些特征谐波超标的情况下, 必须加装针对该次谐波的调谐滤波器以及高通滤 波器。 ⑶、并联谐振区的分析 前面两节已经涉及 ξ在-2 到- 1/2 区间回路发生谐波电流并联谐振的问题，谐振的中心位在 ξ=-1 处。在处理谐振问题时，既要注意谐振点位置，也要注意严重放大区谐波次数的上、下 边界 （此时 Icn，Isn 被放大到 2IN 〕。 由式（3 ）推导， 令 ξ=1 可求出谐振中心点的谐波次数： 令 ξ=2 可求得下界谐波次数： 令 ξ= -1/2 可求得上界谐波次数： 于是对于既定的线路参数，并联谐振区可能发生谐波谐振的谐波次数的范围为： 小 不难看出，电容器安装点 比值越大