1、靜態(tài)無功功率補(bǔ)償,無功補(bǔ)償技術(shù),第二章,靜態(tài)無功功率補(bǔ)償指阻抗固定，其補(bǔ)償容量不能實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷無功功率的變化，主要是用于提供固定無功功率補(bǔ)償容量的一種無功功率補(bǔ)償方式。 無功功率補(bǔ)償裝置接人系統(tǒng)的方式有兩種：并聯(lián)和串聯(lián)。 以并聯(lián)方式接入系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償裝置稱為并聯(lián)無功功率補(bǔ)償，并聯(lián)補(bǔ)償方式因?yàn)榻泳€簡(jiǎn)單、操作方便、對(duì)系統(tǒng)可靠性影響小而廣泛使用 以串聯(lián)方式接入系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償裝置稱為串聯(lián)無功功率補(bǔ)償。串聯(lián)補(bǔ)償方式因?yàn)榻泳€復(fù)雜，操作不方便、對(duì)系統(tǒng)可靠性影響大而使使用范圍受到限制，一般是在并聯(lián)補(bǔ)償方式不能滿足技術(shù)要求的情況下才使用。,用于電力系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償?shù)撵o態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置有 并聯(lián)電容器：并

2、聯(lián)電容器用于補(bǔ)償感性無功功率 并聯(lián)電抗器：并聯(lián)電抗器用于補(bǔ)償容性無功功率 串聯(lián)電容器：用于補(bǔ)償線路等效感抗、降低線路感性無功功率流動(dòng)和 提高線路受電端的電壓 串聯(lián)電抗器：用于限制系統(tǒng)短路電流、補(bǔ)償線路等效容抗和降低線路 容性無功功率流動(dòng)； 其組合：混合使用時(shí)，一般是串聯(lián)電抗器串聯(lián)在并聯(lián)電容器支路中， 然后與并聯(lián)電容器一起接入系統(tǒng)，補(bǔ)償高頻無功功率，起到 抑制高次諧波以及保護(hù)并聯(lián)電容器的作用。,由于串聯(lián)電容器和串聯(lián)電抗器不如并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器方便，無功功率補(bǔ)償效果也不及并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器，因此，靜態(tài)無功功率補(bǔ)償主要采用并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器。,2.1 并聯(lián)電容器,電容器是電子工業(yè)與電工設(shè)

3、備中的基本元件之一。電容器就是儲(chǔ)藏電荷的容器。電容器通常由兩塊中間隔以絕緣介質(zhì)的導(dǎo)電板組成。兩塊絕緣板中間的介質(zhì)可以是氣體、液體、固體或者混合體。 電容器的命名方法很多，主要分為以下幾種： 按接入系統(tǒng)的方式：并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器 按電壓級(jí)別：高壓電容器、低壓電容器 不過通常對(duì)于具體的電容器來說，一般以絕緣介質(zhì)的名稱來命名電容器 瓷介電容器 云母電容器 紙質(zhì)電容器 薄膜電容器、 紙膜復(fù)合介質(zhì)電容器等。 并聯(lián)在電力系統(tǒng)的大功率電容器稱為并聯(lián)電力電容器，也稱并聯(lián)靜電電容器，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為并聯(lián)電容器。,2.1 并聯(lián)電容器,并聯(lián)電容器首先是在20世紀(jì)10年代中期用于功率因數(shù)的校正。但是，由于早期的電容器

4、使用油作為絕緣介質(zhì)，體積和重量太大而且 價(jià)格很貴，電容器的應(yīng)用受到限制。,并聯(lián)電容器發(fā)展過程,20世紀(jì)30年代，由于電容器價(jià)格和體積有大幅度下降。因此，自20世紀(jì)30年代后期，電容器的使用有顯著的增加。,發(fā)展到今天，并聯(lián)電容器成為一種提供無功功率的非常經(jīng)濟(jì)的電力裝置。,價(jià)格低廉、安裝靈活、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便,并聯(lián)電容器優(yōu)點(diǎn)：,其無功功率輸出與電壓平方成正比，低電壓時(shí)無功功率輸出減小，而 這時(shí)的系統(tǒng)卻需要更多的無功功率； 電容器提供的無功功率在電壓穩(wěn)定時(shí)是不變的，不能隨系統(tǒng)無功功率 需求的變而改變，是一種靜態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置，適用于無功功率需 求穩(wěn)定的場(chǎng)所，但即使這樣，也容易造成欠補(bǔ)償

5、或過補(bǔ)償。,并聯(lián)電容器缺點(diǎn)：,2.1.1 并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的原理,假設(shè)電氣負(fù)荷是電阻R和電感L組成的并聯(lián)電路，對(duì)R、L電路進(jìn)行無功 補(bǔ)償，電容無功補(bǔ)償?shù)牡戎惦娐啡鐖D所示,并聯(lián)電容器投入時(shí)，電流方程：,電容器提供的無功功率為：,完全補(bǔ)償：,欠補(bǔ)償：,過補(bǔ)償：,并聯(lián)電容器不投入時(shí)，電流方程：,2.1.2 并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式,特點(diǎn)：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功功率補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也 退出，因此不會(huì)造成無功功率倒送；同時(shí)還具有投資少、占位小、安 裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。,1、個(gè)別補(bǔ)償,個(gè)別補(bǔ)償又稱為“就地補(bǔ)償”，也稱“隨機(jī)補(bǔ)償”。,個(gè)別補(bǔ)償分為低壓個(gè)別

6、補(bǔ)償和高壓個(gè)別補(bǔ)償。,它就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無功功率的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)電容器組分散地與用電設(shè)備并接。,通過控制、保護(hù)裝置與用電設(shè)備同時(shí)投切，既能提高線路的功率因數(shù)，又能改善用電設(shè)備的電壓質(zhì)量。,2.1.2 并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式,缺點(diǎn)：當(dāng)電氣設(shè)備不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕負(fù)荷，又無自動(dòng)控制裝置時(shí)，會(huì)造成過補(bǔ) 償，使運(yùn)行電壓抬高，電壓質(zhì)量變壞，因此，補(bǔ)償裝置需要較頻繁投 切；不能減少電力用戶內(nèi)部各條配電線路的無功負(fù)荷和電能損耗。,2、集中補(bǔ)償方式,集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器接在匯流母線上，根據(jù)母線上的無功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。,安裝位置：一般把補(bǔ)償裝置裝于地區(qū)變電站或高壓供電電力用戶降壓變電站

7、 的一次或二次母線上，也包括集中裝于電力用戶總配電高低壓母線上。,優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，有利于控制電壓水平，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切，運(yùn)行可靠， 利用率高，維護(hù)方便，能減少配電網(wǎng)、用戶變壓器及專供線路的無功 負(fù)荷和電能損耗。,集中補(bǔ)償分為低壓集中補(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償。,2.1.2 并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式,常見的安裝方式有： 高壓補(bǔ)償裝置分組安裝于城鄉(xiāng)電網(wǎng)10、6kV配電線路的桿架上； 低壓補(bǔ)償裝置安裝于公用配電變器的低壓側(cè)或電力用戶各車間的配電母線 上。,3、分組補(bǔ)償（又稱分散補(bǔ)償）,安裝位置：根據(jù)各用戶的各個(gè)負(fù)荷中心，把補(bǔ)償裝置裝分成幾組安裝在功率 因數(shù)較低的村鎮(zhèn)終端變、配電所高壓或低壓母線上或車間

8、配電室或變電 所分路出線上。,2.1.2 并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式,4、混合補(bǔ)償,混合補(bǔ)償就是對(duì)于大容量的低壓負(fù)荷和高壓負(fù)荷采取個(gè)別補(bǔ)償，同時(shí)在低壓母線或高壓母線上安裝電容器，集中補(bǔ)償大量的小容量高低壓負(fù)荷的無功功率需求。,優(yōu)點(diǎn)：避免了全面?zhèn)€別補(bǔ)償所帶來的安裝、控制、保護(hù)、運(yùn)行方面的麻煩， 也避免了全面集中補(bǔ)償帶來的無功功率傳輸距離長(zhǎng)、無功功率傳輸容 量大、功率損耗大的缺點(diǎn)，因此在電力系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償實(shí)踐中被廣 泛使用。,2.1.2 并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式,配電變壓器在輕載或空載時(shí)的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無功功率，配電變壓器空載無功功率是農(nóng)網(wǎng)無功負(fù)荷的主要部分，對(duì)于輕負(fù)載的配

9、電變壓器而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的增加，不利于電費(fèi)的同網(wǎng)同價(jià)。,5、隨器補(bǔ)償與跟蹤補(bǔ)償,隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功功率的補(bǔ)償方式。,隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便，能有效地補(bǔ)償配電變壓器空載無功功率，限制農(nóng)網(wǎng)無功功率基荷，使該部分無功功率就地平衡，從而提高配電變壓器利用率，降低無功功率網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前補(bǔ)償無功功率最有效的手段之一。,2.1.2 并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式,跟蹤補(bǔ)償：指以無功功率補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4kV母線上的補(bǔ)償方式。,適用于lO

10、OkVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機(jī)、隨器補(bǔ)償方式，補(bǔ)償效果好。 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方式靈活，運(yùn)行維護(hù)工作量小，比隨器補(bǔ)償方式壽命相對(duì)延長(zhǎng)、運(yùn)行更可靠。 缺點(diǎn)：控制保護(hù)裝置復(fù)雜、首期投資相對(duì)較大。,2.1.3 并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定,安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償時(shí)，電容器安裝容量的選擇，可根據(jù)不同目的來確定。,(1)集中補(bǔ)償和分組補(bǔ)償電容器容量Qc(kvar)的確定。采用集中補(bǔ)償方式和分組補(bǔ)償方式時(shí)，總的補(bǔ)償容量按功率因數(shù)可由下式?jīng)Q定。,或,2.1.3 并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定,電容器接法不同時(shí)，每相電容器所需容量也是不一樣的。,電容器組為星形連接時(shí),考慮到電網(wǎng)線電壓的單位常用kV，Qc的單位

11、為kvar，則星形連接時(shí)每相電容 器組的容量為,單位為F,2.1.3 并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定,電容器組為星形連接時(shí),考慮到電網(wǎng)線電壓的單位常用kV，Qc的單位為kvar，C的單位F為則星形連接時(shí)每相電容器組的容量為,2.1.3 并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定,（2）就地補(bǔ)償電容器容量QC（kvar）的確定,單臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)裝有個(gè)別補(bǔ)償電容器時(shí)，若電動(dòng)機(jī)突然與電源斷開,容器將對(duì)電動(dòng)機(jī)放電而產(chǎn)生自勵(lì)磁現(xiàn)象，如果補(bǔ)償電容器容量過大，可能因電動(dòng)機(jī)慣性轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生過電壓，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞。為防止這種情況，不宜使電容器補(bǔ)償容量過大，應(yīng)以電容器（組）在此時(shí)的放電電流不大于電動(dòng)機(jī)空載電流I0為限，即,式中，UN供電系統(tǒng)

12、額定線電壓（V） I0電動(dòng)機(jī)額定空載電流（A）,可用下式估算I0,或,式中，IN電動(dòng)機(jī)額定電流（A） N電動(dòng)機(jī)未經(jīng)補(bǔ)償時(shí)的功率因數(shù)角 nT電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，一般取1.82.2,2.1.3 并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定,（3）按配電變壓器容量確定無功功率補(bǔ)償容量,式中，SN配電變壓器容量（kVA）,配電變壓器低電壓側(cè)安裝電容器時(shí)，應(yīng)注意防止輕載時(shí)向10kV配電網(wǎng)倒送無功功率，以取得最大的節(jié)能效果，根據(jù)配電變壓器容量其補(bǔ)償容量 QC（kvar）為,（4）按提高運(yùn)行電壓來確定補(bǔ)償容量Qc(kvar)。,按提高電壓要求來確定補(bǔ)償容量的方法適用于以調(diào)壓為主的樞紐變電站和電網(wǎng)末端的用戶變電所，其補(bǔ)償容量按提

13、高電壓的要求，采用近似計(jì)算法為,式中，U需要提高的電壓值（V） U2 需要達(dá)到的電壓值（kV) X 線路電抗（）,2.1.3 并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定,需要注意，若實(shí)際運(yùn)行電壓與電容器額定電壓不一致，則電容器的實(shí)際 補(bǔ)償容量為,式中，UN電容器的額定電壓 QN電容器的額定補(bǔ)償容量 Uw電容器實(shí)際工作電壓,案例分析,變電所低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)母鳁l出線的參數(shù)和設(shè)備容量見下表。,今欲將功率因數(shù)提高到0.970.98，求補(bǔ)償電容的容量,解：,無功與有功之間的關(guān)系：,案例分析,功率因數(shù)由0.84提高到0.97時(shí)：,功率因數(shù)由0.84提高到0.98時(shí)：,所以，無功補(bǔ)償容量,2.1.4 并聯(lián)電容器的放電回路,當(dāng)

14、電容器（組）與電源斷開時(shí)，電容器兩極間電壓等于斷開時(shí)電網(wǎng)電壓的瞬時(shí)值，然后通過本身的絕緣電阻自放電。在自放電過程中，電容器的端電壓按指數(shù)規(guī)律衰減，即,式中，U0電源開關(guān)斷開時(shí)電網(wǎng)電壓瞬時(shí)值（V） C并聯(lián)電容器的電容量（F） R電容器的絕緣電阻（） t 電源開關(guān)斷開后的時(shí)間（s）,為保證運(yùn)行和檢修人員的安全，應(yīng)使電容器盡快放電，其方法是裝設(shè)放電電阻。,2.1.4 并聯(lián)電容器的放電回路,集中補(bǔ)償和分組補(bǔ)償方式的低壓電容器組，可采用白熾燈接成星形作為放電回路； 補(bǔ)償異步電動(dòng)機(jī)的方式而言，電容器（組）可通過定子繞組放電，無需專設(shè)放電電阻；,要求源開關(guān)斷開30s后，電容器端電壓小于65V；正常運(yùn)行時(shí)該電

15、阻消耗功率很小，每千乏并聯(lián)電容器消耗功率不大于1W。由此得出放電電阻的計(jì)算公式為, lkV以上的高壓電容器組，可利用母線上的電壓互感器高壓繞組作為放電裝置。,式中，Uex電容器組的額定電壓（V） Ur允許剩余電壓（V） C并聯(lián)電容器的電容量（F） t 放電時(shí)間（s）,2.1.5 并聯(lián)電容器的連接方式,一、單相電容器的連接方式,串并聯(lián)方式：可以同時(shí)提高單相電容器組的電壓等級(jí)和容量,串聯(lián)方式：可以提高單相電容器組的電壓等級(jí),并聯(lián)方式：可以提高單相電容器組的容量,一般地，串聯(lián)的段數(shù)越少，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，投資越省； 并聯(lián)的臺(tái)數(shù)越多，電壓越穩(wěn)定，保護(hù)熔絲切除故障越可靠； 因此單相電容器組應(yīng)盡量使串聯(lián)段數(shù)越少

16、，并聯(lián)臺(tái)數(shù)越多越為好。,單相電容器組串聯(lián)的段數(shù)與并聯(lián)的臺(tái)數(shù)的選擇，主要根據(jù)電容器的 規(guī)格、電壓和安裝容量來決定。,2.1.5 并聯(lián)電容器的連接方式,先并后串方式,優(yōu)點(diǎn)：任何一段上的一臺(tái)電容器損壞被切除后，不會(huì)影響其他電容器正常工作，只是該段的其他電容器需要承受稍大電荷。,先串后并方式,缺點(diǎn)：如果某一電容器故障被切除，會(huì)使整個(gè)串聯(lián)支路的電容器都不能工作，使其他所有電容器承受的電荷增大，因此電容器故障容易擴(kuò)大，使用壽金降低。,2.1.5 并聯(lián)電容器的連接方式,二、三相電容器組的連接方式,當(dāng)單相電容器的額定電壓等于電網(wǎng)的線間電壓時(shí)，可以將電容器接成三角形接線，可以獲得較大的補(bǔ)償效果。,三角形接線,優(yōu)

17、點(diǎn)：電容器組中不會(huì)產(chǎn)生3次諧波，對(duì)系統(tǒng)沒有諧波污染，有利于消除電網(wǎng)中3次諧波和減輕對(duì)通信的干擾。,缺點(diǎn)： 1、任何一臺(tái)電容器因故障短路被擊穿時(shí)，就形成兩相短路，故障電流很大，有時(shí)甚至可造成油箱爆炸，并對(duì)鄰近電容器劇烈地充放電，導(dǎo)致鄰近電容器損壞。 2、接線比較復(fù)雜，各相為多段串聯(lián)連接的電容器，接線更加困難。 3、沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)方式，雖可采用過電流保護(hù)和雙三角差流保護(hù)，但是既復(fù)雜又不可靠。,2.1.5 并聯(lián)電容器的連接方式,1、有中線,星形接線,優(yōu)點(diǎn)：1、絕緣承受的電壓較低； 2、當(dāng)電容器組中有一臺(tái)電容器因故障擊穿短路時(shí)，故障電流將減 少到一定范圍，并使故障影響減輕。 3、可以選擇許多保護(hù)方式，

18、以滿足安全運(yùn)行的需要。,2、無中線,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,1、單組電容器投入時(shí)的涌流,一、并聯(lián)電容器投入時(shí)的勵(lì)磁涌流及其抑制技術(shù),當(dāng)合閘瞬間，流入電容器的電流只受到電容器回路中的阻抗限制，由于電容器回路中的阻抗很小與短路狀態(tài)相似，將產(chǎn)生很大的合閘電流。,涌流的最大值發(fā)生在系統(tǒng)電壓處于峰值的瞬間投入電容器時(shí)，電流的最大值可用下列公式計(jì)算。,式中IN電容器額定電流； PK變電所的短路容量； Qc電容器組的容量； XC電容器的容抗； XL短路處的感抗。,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,1、單組電容器投入時(shí)的涌流, 假如電容器在合閘之前已經(jīng)處于充電狀態(tài) 1、當(dāng)充電電壓與系統(tǒng)電壓大小相等方向相同時(shí)

19、，則合閘時(shí)不會(huì)產(chǎn)生涌 流。 2、如果充電電壓與系統(tǒng)電壓大小相等方向相反時(shí)，則合閘涌流將為未 充電狀態(tài)時(shí)的涌流的兩倍。, 由于無法判斷合閘瞬間的電壓相位，為了避免產(chǎn)生危險(xiǎn)的涌流，規(guī)定了 電容器在斷開后，必須充分放電才能重新合閘運(yùn)行。, 實(shí)驗(yàn)表明，單組電容器的合閘涌流大約為電容器組額定電流的5 15 倍。,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,解：,電容器額定電流：,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,2、多組電容器投入時(shí)的涌流,合閘涌流可由以下公式計(jì)算,式中，L兩組電容器間母線的電感， H，L=L0+Ln C兩組電容器串聯(lián)回路總電 容，F(xiàn)，C= 1/(1/C1+1/C2); U電網(wǎng)相電壓，V,試驗(yàn)表明，這時(shí)的

20、合閘涌流可以達(dá)到電容器組額定電流的2050倍，它將對(duì)開關(guān)和電容器造成危害，因此規(guī)定，變電所裝有兩組以上的電容器組時(shí)，必須采取措施，限制合閘涌流。,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,（二）抑制并聯(lián)電容器合閘涌流的技術(shù)措施,1、斷路器斷口加并聯(lián)電阻, 在關(guān)合斷路器時(shí)，先關(guān)合QF1， 由于電阻的限制，斷口QF1涌流 的最大值為：,當(dāng)合斷口QF2時(shí)，電容器、斷口QF2的涌流的最大值分別為：,式中，U電源電壓有效值 Uc電容器的電壓有效值 UR電阻上電壓有效值 XL電容組與電網(wǎng)之間的電抗 Xc電容器組一相容抗 R斷口并聯(lián)電阻,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,若使IMl和IM2相同，則有：,且因?yàn)椋?則：,2.

21、1.6 并聯(lián)電容器的投切,例：若10kV變電所母線短路容量為500MVA，QC=10Mvar，為了減小涌流，試確定斷路器斷口需并聯(lián)的電阻值。,解：,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,合閘涌流倍數(shù)為：,2、加裝串聯(lián)電抗器,加串電抗器后：,若,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,二、電容器分閘過電壓及其對(duì)開關(guān)的要求,對(duì)操作電容器的開關(guān)，必須具備高速度，強(qiáng)力滅弧或帶并聯(lián)電阻的要求。,2.1.6 并聯(lián)電容器的投切,三、并聯(lián)電容器的自動(dòng)投切,投切方法：,1、按母線電壓的高低投切 2、按無功功率的方向投切 3、按功率因數(shù)大小進(jìn)行投切 4、按負(fù)載電流的大小進(jìn)行投切 5、按晝夜時(shí)間劃分進(jìn)行投切,2.1.7 并聯(lián)電容器和

22、諧波的相互影響,諧波對(duì)電容器的影響: 電網(wǎng)諧波對(duì)電容的影響最為突出，含有高次諧波的電壓 加在電容兩端時(shí)，很容易發(fā)生過負(fù)荷使電容器損壞，甚 至爆炸。,電容器對(duì)諧波的影響: 電力電容器對(duì)諧波電流的放大也是一個(gè)不可忽視的問 題。電容對(duì)諧波電流一般放大2.5倍，諧振時(shí)可達(dá)30倍 以上。,2.1.7 并聯(lián)電容器和諧波的相互影響,一、諧波對(duì)電容器的危害,1、諧波會(huì)導(dǎo)致電容器過電流和過負(fù)荷,電容器接入電網(wǎng)后，電容器兩端的電壓中含有 2n 次諧波，則其電壓的有效值為,通過電容器的電流有效值為：,電容器的無功功率容量為：,式中，Ul基波電壓有效值； Un各次諧波電壓有效值； hn各次諧波電壓畸變率， hn =

23、Uk/U1。,2.1.7 并聯(lián)電容器和諧波的相互影響,2、諧波使電容器的局部放電性能變壞,當(dāng)電網(wǎng)電壓存在諧波時(shí)，除了引起電容器的端電壓有效值升高外，還同時(shí)引起電壓峰值的增高。試驗(yàn)表明，尖頂波電壓易在介質(zhì)中誘發(fā)局部放電，而且由于電壓變化速率快，引起的局部放電強(qiáng)度也較大，這將對(duì)電容器絕緣介質(zhì)的老化起著加速作用。,電容器的局部放電性能通常由起始放電場(chǎng)強(qiáng)和局部放電熄滅場(chǎng)強(qiáng)兩個(gè)參數(shù)來表征，如果兩者均高，則電容器的性能好。當(dāng)電容器的局部放電熄滅場(chǎng)強(qiáng)低于工作場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，那么在操作過電壓下所產(chǎn)生的局部放電就可能在工作場(chǎng)強(qiáng)下不能熄滅，而形成長(zhǎng)時(shí)期的局部放電，其結(jié)果必然導(dǎo)致電容器的損壞。,2.1.7 并聯(lián)電容器和諧波

24、的相互影響,3、諧波使電容器壽命縮短,電容器絕緣介質(zhì)的工作壽命與有機(jī)絕緣材料老化的一般規(guī)律相同，即：,式中， 絕緣介質(zhì)的工作壽命 U電容器的工作電壓； r取決于介質(zhì)材料與結(jié)構(gòu)的指數(shù)，一般為79； A常數(shù)。,當(dāng)電壓升高10%，電容器的壽命就要縮短二分之一左右。,若串聯(lián)電抗器為5%6%，端電壓就為電網(wǎng)電壓的1.051.06倍，這樣，其電容器的工作壽命就縮短為原來的65% 70%左右。,諧波的存在可能使電壓呈尖頂狀，試驗(yàn)證明，尖頂?shù)幕冸妷翰ㄐ螌?duì)介質(zhì)壽命的影響最為嚴(yán)重。 諧波導(dǎo)致電容器的過電流和過負(fù)荷將加速其絕緣介質(zhì)的老化。,1、電容器組諧波電流放大的原理及諧振的條件,二、電容器組諧波電流放大及諧振

25、的條件,1、電容器組諧波電流放大的原理及諧振的條件,二、電容器組諧波電流放大及諧振的條件,基波時(shí)的容抗和感抗：,n次諧波時(shí)的容抗和感抗：,1、電容器組諧波電流放大的原理及諧振的條件,二、電容器組諧波電流放大及諧振的條件,進(jìn)入電容器組的諧波電流：,進(jìn)入電力系統(tǒng)的諧波電流：,若接入系統(tǒng)的電容器組為純電容元件，即：,1、電容器組諧波電流放大的原理及諧振的條件,二、電容器組諧波電流放大及諧振的條件,若接入系統(tǒng)的電容器組為純電容元件，即：, ICn和ISn均可能大于諧波電流In， 即電容對(duì)諧波電流的放大現(xiàn)象。,1、電容器組諧波電流放大的原理及諧振的條件,二、電容器組諧波電流放大及諧振的條件,諧波共振的次

26、數(shù)：, 對(duì)n次諧波電流嚴(yán)重放大：電容器和系統(tǒng)對(duì)n次諧波電流均放大。,2、對(duì)n次諧波電流嚴(yán)重放大的條件,令 ，結(jié)合 和 ，,2、對(duì)n次諧波電流嚴(yán)重放大的條件,當(dāng)諧波次數(shù)滿足該式時(shí)，電容組和系統(tǒng)對(duì)n次諧波電流都產(chǎn)生放大。,當(dāng) 時(shí)：電容器和系統(tǒng)的n次諧波電流都達(dá)到最大值。,沒有接入并聯(lián)電容器的情況下，諧波共振現(xiàn)象往往發(fā)生在千赫頻率以 上，而高次諧波電力的幅值極小，即使被增幅，共振作用所造成的影 響也不顯著。,在供電系統(tǒng)中，常采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，在正弦系統(tǒng)中，補(bǔ) 償效果是極其顯著的。但當(dāng)系統(tǒng)中含有諧波分量時(shí)，并聯(lián)電容器會(huì)使電網(wǎng) 諧波“放大”，甚至與系統(tǒng)的電感發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波電流嚴(yán)重增大， 造成電容器及電網(wǎng)中電氣設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，破壞電網(wǎng)的正常運(yùn)行。,三、諧波放大的串聯(lián)電抗器抑制方法,串聯(lián)電抗器抑制諧波放大的原理,為了抑制諧波電流放大，通常在每相電容器電路中串接一適當(dāng)大小的空