- 諧波主要是電網(wǎng)中大量使用非線性設備產(chǎn)生的,例如:開關電源、大功率電動機、電弧爐、變頻器、整流器、單相照明、UPS電源、電焊機、電氣化機車、軋機、數(shù)控機床、電子控制機構等的使用均會產(chǎn)生諧波。該類設備產(chǎn)生的諧波致使用戶有功電量增加,電費成本上升,變壓器發(fā)熱加劇,電子設備失靈,電容補償無法運行。更為嚴重的是當電容器組與系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振時,電流成倍增加,致使開關跳閘,熔斷器熔斷,投切開關燒毀,另外諧波電壓加速電容器衰減,縮短其使用壽命。
二.諧波治理常用方法
1.抗諧波:由于諧波引起電壓畸變、電流放大超出元器件的額定電壓和電流,所以抗諧波主要是通過提高電容、開關等元器件的耐壓等級和通流參數(shù)從而提高補償設備抗諧波干擾的能力,但是元器件的物理參數(shù)是有一定限度的,電容合閘時仍會將諧波電流放大,倒送至電網(wǎng),導致元器件經(jīng)常損壞,所以此種方法不能從根本上解決諧波污染的問題。
2.諧波抑制(部分濾波):主要是通過在電容補償回路中串聯(lián)與之相匹配的電抗器同時提高電容、開關的物理參數(shù),從而有效濾除電網(wǎng)中的部分諧波電流,一般為30%左右,此外電容合閘時不會產(chǎn)生諧波電流放大,倒送至電網(wǎng)加重污染等問題,該方法既能有效抑制諧波,又能保證補償設備正常工作。此種諧波治理方法是目前最經(jīng)濟也是最常用的有效方法,但此種方法不能從根源上徹底解決諧波污染狀況,如果在諧波污染較為嚴重的情況下,必須量身定做無源濾波器或配置有源濾波器。
3.無源濾波:無源濾波器(LC濾波器)是指用電阻R/電感L/電容C等無源元件組合設計構成的濾波器,以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路,以達到濾除諧波的作用。無源濾波裝置是目前應用較為廣泛的諧波治理手段,它是按照希望抑制的諧波次數(shù)專門量身制造的,采用電感、電容的調諧原理,將諧波陷落在濾波器中,以減少對電網(wǎng)的注入。特點:結構簡單,技術已比較成熟,應用領域廣泛,相比有源濾波成本較低,與抑制諧波方法相比成本較高;但是諧波濾除效果受電網(wǎng)阻抗及元器件品質參數(shù)影響較大,濾波參數(shù)容易發(fā)生漂移,自適應差,濾波不夠徹底,所以需經(jīng)常進行系統(tǒng)參數(shù)的校正,或重新設計。
4.有源濾波:采用現(xiàn)代電力電子技術和基于高速DSP器件的數(shù)字信號處理技術制成的新型電力諧波治理專用設備。通過檢測系統(tǒng)中的電流等信號,生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng),對諧波電流進行補償或抵消,主動消除電力諧波。特點:從原理上講,可以基本完全濾除系統(tǒng)中的諧波,具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點;但是技術相對不夠成熟,價格太高,受硬件限制,容量較小,應用場合有限等。此種方法能從根源上基本解決諧波污染的狀況,代表著未來濾波發(fā)展的方向。
三.低壓諧波抑制(濾波)無功補償模塊概述
傳統(tǒng)諧波抑制智能電容沒有對電容器、投切開關等關鍵部件運行狀態(tài)實施有效監(jiān)測,更沒有一旦監(jiān)測到關鍵部件出現(xiàn)故障,能迅速將故障從電網(wǎng)隔離的執(zhí)行機構,因此傳統(tǒng)智能電容實際運行中,容易發(fā)生過補償,造成巨額罰款,容易發(fā)生電容燃爆,系統(tǒng)諧振,造成嚴重事故。
新一代FST諧波抑制智能電容不但具有傳統(tǒng)智能電容自動過零投切、分相補償以及數(shù)據(jù)上傳功能,更具有關鍵部件運行狀態(tài)實時監(jiān)測、故障迅速隔離保護功能,能極大減少因電容補償存在的安全隱患,杜絕因過補償造成的用電罰款。
FST系列低壓諧波抑制(濾波)無功補償模塊具有現(xiàn)代電網(wǎng)要求的自動過零投切、分相補償和諧波抑制以及數(shù)據(jù)上傳功能,是0.4KV-0.75KV電壓配電網(wǎng)高效節(jié)能、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質量的新一代無功補償設備,目前靜態(tài)低壓諧波抑制(濾波)無功補償模塊根據(jù)所采用的復合開關共兩種:一種是晶閘管(可控硅)復合開關,另一種是單片機復合開關又稱同步開關或零投切繼電器開關組件,由于采用晶閘管復合開關智能電容的品質遠遠優(yōu)于單片機復合開關智能電容(具體品質比較說明見A版說明書P1頁),所以有較大諧波污染場合不建議采用單片機復合開關智能電容須采用晶閘管復合開關智能電容。
低壓靜態(tài)諧波抑制無功補償模塊包括: 經(jīng)濟型靜態(tài)諧波抑制補償模塊、普通型靜態(tài)諧波抑制補償模塊和高性能型靜態(tài)諧波抑制補償模塊,主要由線路保護單元、智能測控單元、晶閘管(可控硅)復合開關電路、濾波電抗器、一臺低壓濾波電力電容器(△型或Y型)組成。
- FST-L_系列普通型諧波抑制補償模塊,根據(jù)市場或用戶需求塑殼斷路器按照短路保護分斷能力分為≥15KA和<15KA;電容器本體采用進口高溫膜為原材料,油浸或微晶蠟為介質;
四.低壓靜態(tài)諧波抑制無功補償模塊設計選型(下表所有系列產(chǎn)品均符合國標GB/T 15576-2008,有3C)
1.傳統(tǒng)型低壓靜態(tài)諧波抑制補償模塊與設計選型-6%/7%(以電抗率為7%舉例,6%類似)
如選新型則下表內L__MZS更換為L__MZTS,L__MZF更換為L__MZTF。
7%系列諧波抑制模塊主要用于5/7次諧波嚴重超標,負荷相對平穩(wěn)的制藥/化工/紡織/水泥/造紙/電信/新能源等行業(yè)領域的安全補償
補償方式
容 量
名 稱
型號及規(guī)格
應用場合
普通型諧波抑制模塊
三相共補
△
40kvar
共補
諧波抑制模塊
FST-L__MZS(W)/450-40-P7
-7%靜補模塊:主要用于大功率直流電機、風機、變頻器等非線性設備產(chǎn)生5、7次及以上諧波補償?shù)挠秒妶龊希乙陨戏蔷€性負荷比例≤50%變壓器容量;
-具體設計選型參見《設計選型手冊/第2部分》。
30kvar
FST-L__MZS(W)/450-30-P7
25kvar
FST-L__MZS(W)/450-25-P7
20kvar
FST-L__MZS(W)/450-20-P7
15kvar
FST-L__MZS(W)/450-15-P7
10kvar
FST-L__MZS(W)/450-10-P7
5kvar
FST-L__MZS(W)/450-5-P7
控制32臺
共補模塊
諧波抑制型控制器
FST-GT(L)
升級版控制器
FST-GT(S)【自帶16臺電容模塊狀態(tài)顯示功能】
諧波監(jiān)測型控制器
FST-FT(H)【自帶諧波監(jiān)測功能】
組合式控制器
FST-FT(Z)【自帶數(shù)顯表、諧波監(jiān)測和24臺電容狀態(tài)顯示功能】
USB接口控制器
FST-FT(U2)【自帶USB接口、數(shù)據(jù)存儲統(tǒng)計和諧波監(jiān)測功能】
FST-FT(U3)【自帶電容投切狀態(tài)指示、USB接口、數(shù)據(jù)存儲統(tǒng)計和諧波監(jiān)測功能】
觸摸屏式控制器
FST-FT(U) 【自帶USB接口、數(shù)據(jù)存儲統(tǒng)計和諧波監(jiān)測功能】
多功能配電測控儀
FST-FT(6ZB)【自帶數(shù)據(jù)存儲統(tǒng)計和諧波監(jiān)測功能】
指示32臺
電容投切狀態(tài)指示器
FST-__MXH(L)【可指示32臺共補和24臺分補模塊電容投切狀態(tài)】
分相補償
Y
40kvar
分補
諧波抑制模塊
FST-L__MZF(W)/250-40-P7
30kvar
FST-L__MZF(W)/250-30-P7
25kvar
FST-L__MZF(W)/250-25-P7
20kvar
FST-L__MZF(W)/250-20-P7
15kvar
FST-L__MZF(W)/250-15-P7
10kvar
FST-L__MZF(W)/250-10-P7
5kvar
FST-L__MZF(W)/250-5-P7
控制23臺
分補模塊
諧波抑制型控制器
FST-FT(L)
升級版控制器
FST-FT(S) 【自帶16臺電容模塊狀態(tài)顯示功能】
諧波監(jiān)測型控制器
FST-FT(H) 【自帶諧波監(jiān)測功能】
組合式控制器
FST-FT(Z) 【自帶數(shù)顯表、諧波監(jiān)測和電容狀態(tài)顯示功能】
USB接口控制器
FST-FT(U2)【自帶USB接口、數(shù)據(jù)存儲統(tǒng)計和諧波監(jiān)測功能】
FST-FT(U3)【自帶電容投切狀態(tài)指示、USB接口、數(shù)據(jù)存儲統(tǒng)計和諧波監(jiān)測功