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對電動機進行無功補償應注意諧波危害
更新时间:2020-03-20 发布:www.1024sj.com

摘要:經由過程實例分析說明,在對電念頭進行無功抵償時,有可能發生因電念頭發生的諧波獲得放年夜,而致使電容器早期損壞的現象。

關頭詞:電念頭無功抵償諧波

  三訂交流異步電念頭具有一系列優點,作爲動力裝備在各行業中獲得極普遍的運用,它在運行中依靠磁場傳遞進行能量轉換來工作,不僅消耗有功功率,也需要無功工率。屬感性負荷,是以功率因數較低,約爲0.76~0.89,一般需要並聯電容器進行抵償,以提高功率因數,同時也提高了端電壓,有益于電念頭的起動。

電念頭進行無功抵償具有增容、節能、提高出力等優點,經濟效益顯著,今朝已獲得推行運用,但在推行中,對某些可能存在的問題(例如諧波的風險等)並沒給予足夠的重視與研究,現筆者經由過程下面實例說明,電念頭進行無功抵償時,若條件合適,一樣存在因諧波放年夜而釀成的風險,應引發我們的注重。

1概況

我省境內某抽水站,安裝運行3台180kW電念頭,由于該站地處電網結尾,電壓較低,機電經常起動堅苦,爲了提高功率因數和電壓,用自愈式並聯電容器(電容器回路中未串聯電抗器)進行無功抵償,可是當電容器接進電網運行後,時間不長,就泛起電容器損壞現象,隨著運行時間增加,損壞的電容器越來越多,那時,思疑電容器質量不良,就更換了電容器,但更後,仍泛起一樣問題,有關方面才思疑是否存在其他緣由,向我們提出咨詢。

我們憑據情況進行分析後認爲,雖然該站地處農村,四周沒有任何諧波源存在,電念頭自己一般不作爲諧波負荷處置,也沒有見到過電念頭進行無功抵償後發生諧波風險的報道,但仍是不應破除存在諧波風險的可能,應進步前輩行諧波測試與分析。


2電念頭是發生高次諧波電流的諧波源

爲了領會系統諧波情況,在低壓母線上僅有3台電念頭的運行工況時,進行了諧波測試與分析,爲便于比力,將測試數據列于表1。

从表1中所列数据可以看到,谐波电流以3次及17次为主,凭据测试数据,进行谐波功率计较后可知,3次谐波功率与基波功率标的目的相反,而17次谐波功率与基波功率标的目的相反,由此可判断3次谐波电流系由电源的3次谐波电压所发生,而17次谐波电流则由电念头所发生。对其他各次谐波进行计较,即可知16次等部门谐波电流亦由电念头所发生,是以電念頭是發生高次諧波電流的諧波源,17次及其他各次谐波注进电网,使电网电压波形畸变,其中17次谐波电压高达4.727,跨越了GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》中不年夜于4的限值,同时也致使电压总谐波率到达5.563,也跨越了不年夜于5的划定。
3無功抵償裝配投進後發生了諧波放年夜現象

在低壓母線運行著3台電念頭的工況下投進無功抵償裝配,對電容器回路進行諧波測試,發現由于諧波放年夜,經由過程電容器的高次諧波電流很年夜,表2中列出了測試數據。

從表2中所列數據不難看出,無功抵償裝配投運後,發生了嚴重的諧波放年夜現象,其中16次與17次諧波電流已劃分到達基波電流的129.2與237.1,而自愈式並聯電容器國標中劃定,包括諧波電流在內的允許過電流爲1.3倍額定電流,是以,這時候的諧波電流值是相當年夜的。


同時,電網的電壓波形畸變加重,低壓母線電壓的16與17次諧波電壓含有率,劃分由電容器投進前的1.886與4.727,增年夜到6.998與11.34,母線電壓總畸變率亦由5.563增年夜到14.71,年夜年夜跨越諧波國標的有關限制值,諧波電壓的增年夜,說明注進電網的諧波電流也響應增年夜。

諧波電壓的增年夜,將直接影響毗連于該母線的各類電氣裝備的平安運行,資料講明,電念頭在較高的諧波電壓作用下,將發燒燒壞,壽命縮短。

4電容器早期損壞的緣由

4.1畸變的電壓波形使電容器局部放電性能下降

由于諧波的存在,電壓波形發生畸變,使電壓峰值增高,呈鋸齒狀尖頂波。圖1所示爲實側的電壓波形。

一些實驗講明,尖頂波電壓易在介質中誘發局部放電,而且因電壓變化速度快,引發的局部放電強度也較年夜,這將對電容器盡緣介質的老化起加速作用。

電容器的局部放電性能一般可用肇端放電場強與局放熄滅場強兩個參數來表征,若局放熄滅場強低于工作場強那末由于操作過電壓所誘發的局部放電就可能在工作場強下不能熄滅,而形成長時間的局部放電。

實驗講明,當電源電壓含有諧波時,電容器的局部放電肇端電壓和熄滅電壓均響應下降,而且當諧波含量較年夜,諧波次數越高,下降幅值越年夜。

雖然自愈式並聯電容器國標中對局部放電性能未作明確要求,可是局部放電對盡緣介質的影響是客觀存在的,長時間的局部放電,必然加速盡緣介質的老化,使其自愈性能惡化,最終致使電容器損壞。

4.2嚴重的諧波過電流使電容器消耗功率增加,致使電容器異常發燒

在電容器的尺度中,允許經由過程電容器的穩態過電流,應不跨越電容器在額定頻率,額定正弦電壓下發生的電流的1.3倍,這個穩態過電流是由諧波和過電壓配合作用的成效。



在本次測試中,電壓沒有跨越額定電壓,故過電流僅是諧波作用下的成效,現憑據現實參數計較其過流情況,憑據測試時基波電壓爲181.5V(相電壓)諧波電流爲基波電流的304.6%,電容器額定電壓400V,三相三角接法,由此可計較得其穩態過電流對額定電流的比值爲:

式中:Ie爲經由過程電容器的穩態過電流;

Ie1爲電容器在額定頻率,額定電壓下發生的電流

過電流對電容器的影響主要是熱效應,而熱效應決議于消耗功率的年夜小,消耗功率與經由過程的電流平方成正比。

憑據電容器允許過電流條件,可計較得現實消耗增加倍率S:

即電容器的現實消耗功率爲允許值的3.76倍,是以,在如斯年夜的消耗功率下,電容器將異常發燒,必然使其盡緣迅速老化而早期損壞。

5小結

5.1電念頭會發生高次諧波,用電容器進行無功抵償時,有可能會發生諧波放年夜現象,對此應引發我們的注重;

5.2電念頭進行無功抵償時,應進行諧波測試與分析,以便接納響應的技術指施,避免諧波風險的發生。

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