電容器串接電抗器之實(shí)際應(yīng)用及問題討論

如何在有諧波污染的系統(tǒng)里，正確選用電容器及電抗器。

前言

本文將針對以下主題加以討論

1)電容器用于無功補(bǔ)償時(shí)，面對諧波時(shí)產(chǎn)生的問題

2)電容器用于無功補(bǔ)償時(shí)，如何在有諧波污染的系統(tǒng)里，正確選用電容器及電抗器

使用電力電容器，已經(jīng)是目前最便宜又穩(wěn)定的無功補(bǔ)償方法。電力電容器如何達(dá)到無功補(bǔ)償功效?無功補(bǔ)償有何好處?多年來已有許多論述，在此就不加贅述。

故本文直接從諧波議題開始討論。至于何謂諧波?諧波為何會(huì)產(chǎn)生?以及諧波會(huì)造成什么問題?多年來亦已有許多論述，在此也就不加贅述。

本文僅探討電力電容器在應(yīng)用于無功補(bǔ)償時(shí)，若電力系統(tǒng)里有諧波的存在，將會(huì)造成對電力系統(tǒng)及電容器有何負(fù)面影響?

而為了避免該負(fù)面影響，如何正確的選用及匹配電容器以及電抗器？

電容器與電力系統(tǒng)之并聯(lián)共振

以一個(gè)非常典型的電力系統(tǒng)為例。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)在一般的狀況是電感性加一小部份電阻性。在系統(tǒng)中為了無功補(bǔ)償，而投入電容器的同時(shí)，因?yàn)殡娙萜魇请娙菪载?fù)載，因此投入電容器之后，在某一個(gè)頻率時(shí)，電容器本身的電容性會(huì)與系統(tǒng)的電感性造成電容器本身與電力系統(tǒng)并聯(lián)共振的問題。

如果該系統(tǒng)有諧波污染，而這并聯(lián)共振頻率又剛好是諧波頻率，或接近諧波頻率，則此一諧波成份會(huì)因該電容器的電容性及系統(tǒng)的電感性并聯(lián)共振而放大。

這個(gè)被放大的諧波電流，會(huì)造成電力系統(tǒng)更嚴(yán)重的諧波污染，而且該放大的諧波電流同時(shí)造成電容器及該分路過電流過載。如果這個(gè)過載情形太嚴(yán)重，超過電容器所能承受，電容器可能會(huì)因此而故障。

電容器串接電抗器解決并聯(lián)共振問題

為了在有諧波負(fù)載的系統(tǒng)中，加裝電容器組以達(dá)到無功的補(bǔ)償，同時(shí)又能避免單純裝電容器時(shí)所造成的并聯(lián)共振問題，先進(jìn)電機(jī)所提出的解決方法，便是在電容器前再加裝一只抗諧(De-tuned)電抗器。

那么要串聯(lián)多大的電抗器呢?針對各種不同的應(yīng)用場所，專家們提出了許多建議，譬如:選用該電抗器的阻抗為電容器阻抗絕對值的5.67%,6%,7%,13%,14%等等，

在英文中，通常把此種電容器加裝De-tuned電抗器之設(shè)備稱為De-tunedFilter。

至于應(yīng)該選用多少百分比的電抗率，則需要更進(jìn)一步了解『應(yīng)用場所有哪些諧波電流?』。

在此需要特別把電容器及電抗器的阻抗公式列出

電容器阻抗為Zc=1/(jωC)

電抗器阻抗為ZL=jωL