Ako vyriešiť problém harmonickej amplifikácie pri čistej kapacitnej kompenzácii reaktívnej energie?

Výber typu kompenzácie pre skrinky na kompenzáciu reaktívneho výkonu je veľmi dôležitým krokom. Či je výber správny alebo nemá priamy vplyv na efektívnosť a spoľahlivosť kompenzačných skriniek. Kľúčovým základom pre výber typu kompenzácie je stupeň harmonického znečistenia. V dôsledku zvyšujúceho sa používania nelineárnych zaťažení v systémoch distribúcie energie sa problém harmonického znečistenia spôsobený nimi stáva čoraz vážnejším. Kondenzátor kompenzácie reaktívneho výkonu je jedným z zariadení najviac postihnutých harmonickými medzi zariadeniami na distribúciu energie. Harmonické nielen spôsobujú preťaženie kondenzátora, znižujú hodnotu napätia a skracujú životnosť, ale môžu tiež spôsobiť rezonanciu mriežky a vážne elektrické nehody. Nesprávny výber typu kompenzácie môže navyše spôsobiť harmonické zosilnenie, čím sa ďalej zhoršuje stupeň harmonického znečistenia v distribučnej sieti. Preto sa musí vybrať správny typ kompenzácie podľa stupňa harmonického znečistenia.

Ak sú v systéme prítomné harmonické harmoniky, konvenčná prax používania čistých kondenzátorov ako kompenzácie reaktívneho výkonu sa stretne s nasledujúcimi problémami:
(1) Pretože kapacitná reaktancia kondenzátora je nepriamo úmerná frekvencii, keď je frekvencia vyššia, kapacitná reaktancia kondenzátora sa zníži. Výsledkom je, že viac harmonických prechádza kondenzátorom, čo spôsobí, že kondenzátor preťaže a poškodí.

(2) Pretože čistá kompenzácia kondenzátora zosilní harmonický prúd na strane systému, zosilňovaný prúd tečúci kondenzátorom spôsobí preťaženie kondenzátora. Okrem toho, keď zosilnený harmonický prúd preteká do systému systému, vytvorí väčšie skreslenie harmonického napätia pod vplyvom zosilneného harmonického prúdu, čím spôsobí poškodenie zariadenia napájania a elektrické vybavenie v celom systéme.

(3) V dôsledku existencie harmonických prúdov sa v systéme vygeneruje zodpovedajúce harmonické napätie rovnakej frekvencie. Ak sa harmonické napätie prekrývajú základné napätie, môžu prekročiť odolnosť proti napätiu kondenzátora. Okrem toho môžu harmonické harmoniky v systéme spôsobiť rezonanciu, čo vedie k vyšším rezonančným prevodom a poškodeniu kondenzátora. V prípade kondenzátorov, keď sa napätie zvýši o 10%, je ich životnosť na polovicu.

(4) Ak je terminálne napätie kondenzátora nesizoidálna vlna, dochádza k ďalšej aktívnej strate energie v kondenzátorovom dielektriku, čo vedie k tvorbe extra tepla, čo spôsobuje zvýšenie teploty kondenzátora a urýchľuje starnutie kondenzátorového dielektrika. Za každých 8% -10% zvýšenie teploty sa prevádzková životnosť kondenzátora zníži na polovicu.

Preto konvenčná metóda kompenzácie čistého kondenzátora nie je vhodná na použitie v distribučných systémoch s veľkým počtom nelineárnych komponentov. V obvode kompenzácie reaktívneho výkonu pridanie induktora v sérii s kondenzátorom na zmenu jeho impedančných charakteristík pri harmonickom pôsobení, takže v prípade harmonického pôsobenia nie je prepojený obvod na kompenzáciu energie kapacitný, čím sa zabráni amplifikácii harmoniky a rezonancie.