使用电容器来提高功率因数,从而提高设备利用率、节约电费是一种从原理上、制造上来讲都是比较简单的方法。然而许多电容器实际使用不到一年就发生损坏,甚至相关元器件,如刀熔、接触器等也被损坏。产生这些问题的原因不能完全归咎于电容器的质量,最根本过的原因是电容器使用环境发生了改变,使得电容器并没有在额定参数下运行。
随着各种变频换流设备的普及,电网中已普遍存在着谐波。
在一些谐波含量比较高的场合,如果还使用普通电容器来补偿功率因数,必然导致电容器寿命的大大降低。谐波电流一旦被电容器放大并迭加在电容的基波电流上,这将使流过电容器电流的有效值增加,引起电容器发热温度升高,加速电容器绝缘老化。甚至还会形成谐振过电压,造成电容器发生局部放电不能熄灭,这也是电容器损坏的主要原因。
在这种情况下,使用失谐式电容器组是最经济、安全的解决方式。
失谐滤波电容器组是由滤波电容器及滤波电抗器组合而成,每段形成串联共振回路,使共振频率低于电网中最低的谐波频率。在基波频率下,呈现电容性,以提供无功电力补偿,同时在谐波频率下,呈现电感性,故与网络不会形成并联共振回路,即不会造成谐波放大。在补偿功率因数的同时也可以消除高次谐波电流约20%-50%。
解决方案:
非线形负荷容量≤30%补偿需要采用失谐式滤波补偿电容器组,非线形负荷容量≥30%建议采用调谐式无源滤波器。
三相整流换流设备(如:变频器、相控调速器、电力晶闸管可控开关等),燃弧类设备(交流弧焊装置,电弧炉、中频炉等),可产生5、7、11、13……次谐波,其中以5、7次为主。解决方案:串电抗率为7%的电抗器,可有效抑制5次及以上谐波,防止谐振,并安全补偿无功。
单相整流设备,一般在单相不平衡负荷,使用2脉冲整流装置等,可产生3、5、7、11、……次谐波,其中以3次为主。解决方案:串电抗率为14%的电抗器,可有效抑制3次及以上谐波,防止谐振,并安全补偿无功。