谐波电流的治理
一生产车间大都为一般电机,但所使用的电力电容器,经常故障、烧毁或无法投入运行,致使功率因数非常低,经常被罚款;电容器平均使用寿命约1~3个月,就必须更换一次,浪费财力及物力,就此现象寻求改善对策。
背景说明:总进线电压为10KV;变压器使用2000KVA 10/0.4KV Z=5.5%;传动设备总容量为50KW;其它一般电机容量为150KW共6台;电容器使用400V 50KVAR共12段,总计安装容量为600KVAR。
由量测数据得知,电容器未投入运行时,设备及电网所流经的谐波电流不大,总电流畸变率仅有1.36%。当电容器逐一的投入,将量测仪器放置于变压器二次侧进线总柜,量测电容器投入后的谐波状况。当电容器投入后,功因逐步提高,基波电流降低,达到改善功因的目的;但我们发现,当电容器投入共6段时(即投入容量为300KVAR时),第十一谐波居然高达3028A,电流畸变率高达252%,如此巨大的电流,将造成导线及变压器产生巨大噪音、过载、绝缘破坏、温度升高、甚至烧毁,或引起保护继电器跳闸。
此时我们也关心电容器端的电流,随即将电容器全部切离,将谐波测试仪器移到电容器端,再将电容器逐一投入,当电容器投入共6段时(即投入容量为300KVAR时),流入电容器内的第十一谐波居然高达3023A,电流畸变率高达698%,如此巨大的电流,远大于电容器所能承受,如此造成电容器过载、跳闸、故障、烧毁。由测试结果我们发现,虽然设备所产生的谐波电流非常低,但当电容器投入后,造成电容器与电网产生并联谐振现象,造成设备损坏,影响生产。
为避免此并联谐振的发生,我们在电容器前端各加装一只电抗器,电容器与电抗器参数如下:
电容器:SL2D 480V 80KVAR 50Hz 共10只
电抗器:XKIB 59/400/6-50 电感量L= 0.55mH 共10只
我们再将电容电抗器逐一投入,量测变压器进线总柜谐波,总谐波电流畸变已降至0.9%,设备运行恢复正常。
结论:
1. 电网的功率因数随电容电抗器的投入逐渐提高,达到装置电容器的目地。
2. 电网的谐波电流随电容电抗器的投入逐渐降低。
3. 大大的降低谐波电流对导线及变压器的影响。
4. 降低保护继电器因谐波干扰而误动作。
5. 流入电容电抗器的谐波电流稍有增加,但避免了并联谐振现象。
6. 避免了电容器过载、跳闸、故障、烧毁,经常更换的无谓浪费。