并联电容器如何抑制谐波电流放大?
来源:电工天下时间:2020-02-26 10:26:23 作者:老电工手机版>>
并联电容器对谐波电流放大原理的抑制方法,并联电容器的系统谐波等效电路,抑制谐波放大的方法,给并联电容器串接一定电抗器,改变并联电容器与系统阻抗的谐振点,以避免谐振。
一、并联电容器对谐波电流放大的原理
在没有电容设备且不考虑输电线路的电容时,电力系统的谐波阻抗Zsn可由下式近似表示:
(4-16)
式中 Rsn——系统的n次谐波电阻;
Xsn——n次谐波电抗,Xsn=nXs;
Xs——工频短路电抗。
设并联电容器的基波电抗为XC,n次谐波电抗为XCn,则
(4-17)
并联了电容器后,系统的谐波等效电路如图4-2所示。系统的n次谐波阻抗变为Z’sn。
图4-2 并联电容器的系统谐波等效电路
(4-18)
由上式可见,装设电容器之后,系统谐波阻抗发生变化,既可为感性也可为容性,并且对特定频率的谐波,并联电容器可能与系统发生并联谐振,使等效谐波阻抗达到最大值。
电力系统中主要谐波源为电流源,其主要特征是外阻抗变化时电流不变。图4-3a示出电力系统的简化电路图,图4-3b为其谐波等效电路。图中I(?)n为谐波源的n次谐波电流;I(?)sn为进入电网的谐波电流;I(?)Cn为进入电容器的谐波电流。
图4-3 电力系统简化电路及谐波等效电路 a) 电路 b) 谐波等效电路
在这种情况下,I(?)sn和I(?)Cn分别为
(4-19)
(4-20)
由上述两式看到,当Xsn=XCn时,并联电容器与系统阻抗发生并联谐振,Isn、ICn均远大于In,谐波电流被放大。来自:电工技术之家
因Xsn=nXs,而XCn=XC/n,故谐振点谐波次数为n0=XC/Xs,即当谐波源中含有次数为XC/Xs的谐波时,将引起谐振。若谐波源中含有次数接近XC/Xs的谐波,虽不谐振,但也会导致该次谐波被放大。
二、抑制谐波放大的方法
通常给并联电容器串接一定电抗器,改变并联电容器与系统阻抗的谐振点,以避免谐振。
由于通常Rsn?Xsn,故可忽略Rsn。这样串接电抗器之后,Isn和ICn变为:
(4-21)
(4-22)
式中 XL——串联电抗器的基波电抗。
定义变量β=(nXL-XC/n)/nXs,将上述两式改写为
(4-23)
(4-24)
由此得出ICn/In和Isn/In随β变化的曲线,如图4-4所示。
图4-4 ICn/In和Isn/In随β变化的曲线
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