當(dāng)負(fù)荷是變頻器、中頻爐、直流電機等諧波源時，常常出現(xiàn)無功補償裝置燒毀的情況。特別是，隨著變頻器在電機節(jié)電領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，諧波電流對無功補償裝置的影響日益突出。這已經(jīng)成為企業(yè)進行節(jié)能技術(shù)改造中不可回避的問題。節(jié)能改造中大量使用變頻器，而變頻器產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流。這些諧波電流對原來的無功補償裝置造成了不同程度的損壞，常見的現(xiàn)象包括：

 

    無功補償裝置不能投切：這一般發(fā)生在無功補償控制器中包含諧波保護裝置的場合，當(dāng)檢測到諧波電流過大時，裝置進入保護狀態(tài)，同時會顯示諧波過大的提示信息;

 

    無功補償裝置中的保險絲燒斷：這是流過補償裝置的電流過大導(dǎo)致的;

 

    無功補償裝置中的電容損壞(鼓肚)：這是流過補償電容的電流過大，導(dǎo)致電容過熱引起的。

 

    諧波電流造成這些危害的根本原因是諧波電流在無功補償裝置與變壓器構(gòu)成的回路中發(fā)生了諧振。

 

    電路諧振的原理與機械諧振的原理相同。機械諧振是指物體在外力的作用下以其固有的振蕩頻率振動，當(dāng)外力作用的頻率與物體的固有振蕩頻率相同時，物體的振幅變得越來越大，即使較小的外力也能夠?qū)е潞艽蟮恼穹?，這就是諧振現(xiàn)象。秋千的道理就是如此，只要游戲者按照秋千擺動的頻率施加外力，秋千的擺動幅度就會越來越大。有些物體，當(dāng)振動幅度過大時，就發(fā)生了損壞。圖1所示的是一座橋梁在風(fēng)力的作用下，產(chǎn)生諧振，然后發(fā)生坍塌的情況，這座橋梁投入使用僅僅幾個月的時間。

 

    機械諧振現(xiàn)象

 

    圖1 機械諧振現(xiàn)象

 

    在電力系統(tǒng)中，變壓器與無功補償電容構(gòu)成了一個LC并聯(lián)電路，如圖2所示。這個電路有一個固有的振蕩頻率f0，當(dāng)f0與諧波的頻率相同時，就會產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，在電容和變壓器回路中產(chǎn)生很強的諧波電流，導(dǎo)致電容甚至變壓器燒毀。

 

    補償裝置與變壓器構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路

 

    圖2 補償裝置與變壓器構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路

 

    解決這個問題的方法有兩個，一個是將無功補償裝置改為抗諧波類型的，具體方法是在補償電容上串聯(lián)電抗器，使LC串聯(lián)支路的諧振頻率低于可能出現(xiàn)的最低諧波頻率。

 

    另一個方法是在諧波源負(fù)載的電源線輸入端安裝一個諧波濾波器，減小向電網(wǎng)注入的諧波電流。實現(xiàn)這個目的的設(shè)備就是HTHF諧波濾波器。實際上，企業(yè)在進行節(jié)能改造時，只要對節(jié)電柜提出諧波電流的限制要求，就能夠回避這種風(fēng)險。對節(jié)電柜的諧波電流的限制要求可以采用GB17625標(biāo)準(zhǔn)。只要接入電網(wǎng)的設(shè)備全部滿足GB17625標(biāo)準(zhǔn)，就能夠徹底避免諧波電流帶來的危害。

 

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