當功率因數(shù)等于1時會產(chǎn)生諧振,也就是人們所說的過補。正常情況下一般都是要求功率因數(shù)補償值接近0.95~0.98左右,不到1。更不會超過1喲。
功率因數(shù)補償是在交流電路中,表示電壓與電流之間的相位差的余弦叫做功率因數(shù),一般以符號cosφ表示它。在數(shù)值上表示功率因數(shù)是有功功率(P表示它)和視在功率(S表示它)的比值,用公式cosφ=P/S。這是因為低壓供電線路中,大多數(shù)為電感性負載(電動機),而此時的諧振、諧波電流主要有3次、5次及其它高次(如17次等)。電源的3次諧波電壓是罪魁禍首;電感性負載電機產(chǎn)生的高次諧波,諧波電流再經(jīng)過補償電容器的諧波放大,從而造成通過電容器的諧波電流很大。同時使低壓電網(wǎng)電壓波形畸變加劇,影響整個低壓供電線路中的其他負載用電,甚至燒壞其他電氣設備。同時諧波過電流會使無功功率補償柜的電容器損耗功率增加,導致電容器異常發(fā)熱。
★電力系統(tǒng)中的出現(xiàn)的諧波振蕩時,其系統(tǒng)各點電壓和電流均做往復性擺動,并且變化速度較慢;諧波振蕩時任意一點的電流與電壓之間的相位角都是隨著功率因數(shù)角的變化而變化的;不過諧
★在電容器的標準中,允許通過電容器的穩(wěn)態(tài)電流,應不超過電容器在額定頻率,額定正弦電壓下產(chǎn)生的電流的1.3倍。這個穩(wěn)態(tài)過電流是由諧波和過電壓共同作用的結(jié)果。過電流對電容器的影響主要是熱效應,而熱效應決定于損耗功率的大小,損耗功率與通過的電流平方成正比。電容器在嚴重的諧波過電流下將異常發(fā)熱,必然使其絕緣迅速老化而早期損壞。
★再者,畸變的電壓波形使電容器局部放電性能下降。畸變的電壓波形,其電壓峰值增高,并呈鋸齒狀尖頂波。尖頂波電壓易在介質(zhì)中誘發(fā)局部放電,從而加速電容器絕緣介質(zhì)的老化。對于自愈式并聯(lián)電容器,在長時間的局部放電作用下,其自愈性能會惡化,最終導致電容器損壞。
★為此,人們?yōu)榱朔乐怪C波危害的措施
①在電容器回路中串聯(lián)電抗器。這是常用的且行之有效的一種防止方法。其目的是,使在相應次數(shù)的諧波下電容器回路的阻抗成為感性。必須指出,為了有效地抑制某次諧波,應先對諧波電流進 行實測,再決定串聯(lián)電抗的參數(shù)。比如,當主要目的是防止3次及3次以上諧波放大時,可串聯(lián)感抗值為電容器容抗值12% ~ 13%的電抗器;當主要目的是防止5次及5次以上諧波放大時,可串聯(lián)感抗值為電容器容抗值4.5% ~ 6%的電抗器。但要注意,串聯(lián)6%或4.5%電抗器均會導致3次諧波電流放大,而串接電6%抗器對3次諧波電流的放大程度尤為嚴重,串接電4.5%抗器則很接近于5次諧波諧振點的電抗值4%。因此,當遇到既需要抑制5次及以上諧波,又要兼顧減小對3次諧波放大的情況時,可串聯(lián)電容器容抗值4.5%的電抗器。
串聯(lián)電抗器后,還可使母線的諧波電壓下降,電壓波形得到改善。
②使用過負荷能力較高的電容器。這種方法的缺點是,雖然能避免電容器的損壞,但仍會發(fā)生諧波電流放大的情況,系統(tǒng)的諧波狀況不會得到改善。振振蕩時的系統(tǒng)三相是對稱的,沒有負序和零序分量。