為了在有諧波負(fù)載的系統(tǒng)中,加裝電容器組以到達(dá)無(wú)功的補(bǔ)償,同時(shí)又能防止單純裝電容器時(shí)所形成的并聯(lián)共振問(wèn)題,先進(jìn)電機(jī)所提出的處理辦法,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,專家們提出了許多倡議,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)該選用幾百分比的電抗率,則需求更進(jìn)一步理解『應(yīng)用場(chǎng)一切哪些諧波電流?』。
在此需求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
以電容器串接7%電抗器為例。假如以諧波產(chǎn)生源為基準(zhǔn),系統(tǒng)自身的阻抗乃為電理性及小部份的電阻性。而此一電容器+7%電抗器組的串聯(lián)共振點(diǎn)在3.78次(頻率為189Hz),其電容電抗器組之阻抗,在3.78次(189Hz)以下為電容性,在3.78次(189Hz)以上為電理性。
在此一電容器+7%電抗器組投入系統(tǒng)中,依然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)并聯(lián)共振點(diǎn),但該并聯(lián)共振點(diǎn)絕對(duì)只會(huì)發(fā)作在于電容器+7%電抗器組為電容性的情形時(shí),亦即該并聯(lián)共振點(diǎn)絕對(duì)只會(huì)在3.78次(189Hz)以下,由于電容器+7%電抗器組在3.78次(189Hz)以下是為電容性負(fù)載。
通常會(huì)產(chǎn)生大量諧波成份的6脈沖整流器負(fù)載,所產(chǎn)生的最主要諧波成份為所謂的特性諧波,亦即所謂的N=6n±1次諧波,n=1,2,3….。故在這種諧波成份中,最低頻率者為5次(250Hz)諧波。而在此一例子當(dāng)中,電容器+7%電抗器組僅會(huì)在3.78次(189Hz)以下,才會(huì)與系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)共振。可是由于在此一系統(tǒng)中并無(wú)3.78次(189Hz)以下之諧波電流,故不會(huì)有諧波共振放大之現(xiàn)象。
而在3.78次(189Hz)以上,因電容器+7%電抗器組為電理性負(fù)載,而系統(tǒng)也是電理性,故在3.78次(189Hz)以上并不會(huì)有并聯(lián)共振的情形發(fā)作,故該特性諧波N=6n±1,n=1,2,3…,就不會(huì)有所謂并聯(lián)共振而形成諧波共振放大的情形發(fā)作。
而且值得一提的是,此一電容器+7%電抗器組,在第5次(250Hz)時(shí)的阻抗為電理性,而系統(tǒng)在第5次(250Hz)的阻抗也是電理性。因而5次諧波將會(huì)因歐姆定律,阻抗分流原理,一部份流入電容器+7%電抗器組中。7次以及更高次之諧波亦會(huì)依同樣的原理,而會(huì)有一小部份會(huì)流入電容器+7%電抗器組中。因而,此一電容器+7%電抗器組,其實(shí)不只能夠防止特性諧波的共振放大問(wèn)題之外,并且由于分流原理,能夠吸收一小部份5次及5次以上之諧波成份。因而它其實(shí)是有部份濾波的功用。
當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生3次諧波時(shí),則倡議電容器加裝13%電抗器(串聯(lián)共振點(diǎn)2.77次,139Hz)或14%電抗器(串聯(lián)共振點(diǎn)2.67次(134Hz))或15%電抗器(串聯(lián)共振點(diǎn)2.58次,129Hz)。如此即可避開3次諧波電流的共振放大。但是由于13%,14%或15%之電抗器的本錢遠(yuǎn)高于6%或7%電抗器,故除非真有相當(dāng)多的3次諧波成份,否則絕大多數(shù)的情況,還是串接6%或7%之電抗器即可。
以下為以400V,50Hz系統(tǒng),補(bǔ)償50KVAR,串接7%電抗器為例作為闡明。