當(dāng)負(fù)荷是變頻器、中頻爐、直流電機(jī)等諧波源時(shí)，常常出現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償裝置燒毀的情況。特別是，隨著變頻器在電機(jī)節(jié)電領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，諧波電流對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置的影響日益突出。這已經(jīng)成為企業(yè)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造中不可回避的問(wèn)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(duì)原來(lái)的無(wú)功補(bǔ)償裝置造成了不同程度的損壞，常見(jiàn)的現(xiàn)象包括：

 

    無(wú)功補(bǔ)償裝置不能投切：這一般發(fā)生在無(wú)功補(bǔ)償控制器中包含諧波保護(hù)裝置的場(chǎng)合，當(dāng)檢測(cè)到諧波電流過(guò)大時(shí)，裝置進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，同時(shí)會(huì)顯示諧波過(guò)大的提示信息;

 

    無(wú)功補(bǔ)償裝置中的保險(xiǎn)絲燒斷：這是流過(guò)補(bǔ)償裝置的電流過(guò)大導(dǎo)致的;

 

    無(wú)功補(bǔ)償裝置中的電容損壞(鼓肚)：這是流過(guò)補(bǔ)償電容的電流過(guò)大，導(dǎo)致電容過(guò)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(wú)功補(bǔ)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(jī)械諧振的原理相同。機(jī)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(dòng)，當(dāng)外力作用的頻率與物體的固有振蕩頻率相同時(shí)，物體的振幅變得越來(lái)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(dòng)的頻率施加外力，秋千的擺動(dòng)幅度就會(huì)越來(lái)越大。有些物體，當(dāng)振動(dòng)幅度過(guò)大時(shí)，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(gè)月的時(shí)間。

 

    機(jī)械諧振現(xiàn)象

 

    圖1 機(jī)械諧振現(xiàn)象

 

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

 

    補(bǔ)償裝置與變壓器構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路

 

    圖2 補(bǔ)償裝置與變壓器構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路

 

    解決這個(gè)問(wèn)題的方法有兩個(gè)，一個(gè)是將無(wú)功補(bǔ)償裝置改為抗諧波類(lèi)型的，具體方法是在補(bǔ)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(gè)方法是在諧波源負(fù)載的電源線輸入端安裝一個(gè)諧波濾波器，減小向電網(wǎng)注入的諧波電流。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的設(shè)備就是HTHF諧波濾波器。實(shí)際上，企業(yè)在進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)，只要對(duì)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(xiǎn)。對(duì)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(mǎn)足GB17625標(biāo)準(zhǔn)，就能夠徹底避免諧波電流帶來(lái)的危害。

 

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