Question

并联电容器组滤除谐波问题

还想请教的是
我们公司因为谐波比较严重，因此在总配电室的高压母线上并联有四组吸收谐波的并联电容器组，分别吸收系统的三次，四次，五次，七次谐波，照这样说，要想吸收这些谐波，其电抗率是一定要选择在百分之十一，六点三，四和二了，但我查看了一些资料，说并联电容器组应该严格保持不能与谐波电流发生谐振，因为产生谐振的危害是很大的，但不产生谐振又无法滤除这些谐波。
因此，想请教如何才能利用并联电容器组滤除谐波
另：方便告知电话吗

Answer 1

一、先看看谐振
所需条件：电源、感性负载、容性负载
产生方式：感性负载与容性负载并联，有电流流入
原理：因感性负载与容性负载阻抗互相呈180度角，所以并联后总电流=感性负载电流-容性负载电流。举例：总电流100A=感性负载电流500A-容性负载电流400A
这里总电流为从设备出来的谐波电流，感性负载就是变压器，容性负载就是纯电容，因此谐波被放大了。

要避免这种情况，只需改变电容器组为感性负载就好。呈感性时，总电流=感性负载电流+感性负载电流
所以串上电抗，使整体在50HZ时呈容性，用作无功补偿，在谐波电流频率下（150HZ、250HZ、350HZ等）呈感性

二、如何计算电容电抗器组的谐振点
这里有个公式：Fo=50*√（XC/XL）
举例：电抗率为6.3，则Fo=50*√（100/6.3）=199.2HZ
也就是说，在通过199.2HZ电流时，电容电抗器组总阻抗为0，整体对小于199.2HZ的电流呈容性，对大于199.2HZ的电流呈感性。
所以电抗率为6.3的电容电抗器组不会放大200HZ的4次谐波电流（在200HZ时呈感性），同时其在200HZ时阻抗依然非常小，可以吸收大量4次谐波电流。

三、无源滤波器
其实就是电容电抗器组，针对不同的谐波阶次设计相应的电抗率。
无源滤波器的谐振点越靠近谐波电流频率，吸收效果越好。但需注意，谐振点必须小于谐波频率，否则就不是吸收，而是放大了（大于后整体呈容性）。

因无源滤波器里的电容器极易衰减，即无功输出QC减小，XC会变大，所以谐振点Fo也会变大（Fo=50*√（XC/XL））。当Fo大于谐波电流时，谐波就被放大了，事故必然产生。
所以电容器的质量对于无源滤波器很重要。电容器受温度影响很大（温度越高衰减越快），而电抗器则是发热元件，，所以柜内通风一定要做好。个人认为电容电抗分开2个柜子放最好，但出于成本考虑，目前低压都是放同一柜内。

四、被吸收的谐波电流
无功补偿功率QC和电容阻抗XC均与电容值C有关。
QC=2πfCV² XC=1/（2πfC）
可以看出f在中国固定为50HZ，电压V也是固定的，因此QC、XC只和C有关。
C有个特性：2个电容并联时，C总=C+C; 串联时，C总=C/2
因此，当C总一定时，电容器内可能有各种数量的小电容。只要并联的数量足够多，就可以承受足够大的谐波电流。
一般只做无功补偿用的电容数量以最少量来设计，而滤波用电容则要考虑所吸收谐波量来设计。

综上所诉，只要电容衰减不厉害，无源滤波器还是很安全的。关键是要保证通风散热。
你可以时常去测量下电容器的电容值（一般万用表上都有），看看衰减了多少。注意一定要断电后过几分钟再测，因为电容会储存电荷，要等其放电完毕。

已经很久没做滤波这行了，所以很多都是翻了资料才想起的，电话就不留了吧。

追问

感谢ZTJSS兄弟的回复
我是不是可以这样理解，对于专用的用来吸收谐波的并联电容器组来说，并联电容器组的谐振点应尽量靠近准备吸收的谐波频率，且对于此频率时的电抗呈感性
比喻说电抗率为百分之六的并联电容器组，在工频时，呈容性，此时作功率补偿用，但对于5次谐波而言，其整体电抗呈感性，此时不光有50HZ的电流流过，也有250HZ的电流流过，这些电流除了电容器组消耗一部分称为热量外，有反馈到电网吗

追答

是的
6%的谐振点为204HZ，在工频为容性，做无功补偿，在250HZ呈感性。
由于204离250较远，因此吸入的谐波电流有限，大部分排入电网。
不过排入部分只会比原有谐波电流小。（如原有100A，电容吸收20A，排入电网80A）
这种电容器组主要还是起无功补偿作用，如设备产生谐波量大于国家标准GB14549-93，就需要滤波器了。

追问

还想请问的是，电容吸收的这些谐波能量，除了一部分转化为热量外，绝大部分能量将被电容储存，但这些能量总得有个出路吧，当电容储存的这些电荷能量达到使电容的端电压高于电网电压时，电容是否会向电网反馈能量，如是反馈能量，其电压电流波形是基波还是谐波

追答

电容在交流电里就是一有阻抗的元件，你可以把它当作电阻看待。
电流进入电容后当时就流出了，不会像直流电那样长时间储存电荷，只有断电时才有部分留在电容内。

Answer 2

可以安装串联型的谐波滤波器。变频器谐波滤波器
(串联在线路中,国内首创)

变频器是一个典型的六脉冲整流装置。因此，它是一个高谐波发生源，变频器的整流电路产生谐波电流，谐波电流注入电网后，将会对其他电器设备和供电设备产生干扰影响。

该谐波滤波器是串联在线路中,专为变频器（或其他3相6脉整流电路）开发的一种设备级谐波滤波器，对于任何3相6脉整流电路，能够保证其谐波电流畸变率（THID）小于10%，有特殊要求时，能够小于5%。
主要特点如下：
 滤波效果确定：滤波效果与系统特性无关，现场安装后不需要任何调试，确保总谐波电流畸变率THID < 10%
 不吸收上游谐波电流：通用谐波滤波器对于上游的谐波电流呈现高阻，从而不会吸收上游的谐波电流，没有过载的风险；
 不与系统阻抗发生谐振：在任何情况下不会与系统发生谐振；
 容性无功功率小：通用谐波滤波器发出的容性无功功率小于额定功率的20%，保证在负载较轻时，不会发生无功功率过补现象；
 输出电压稳定：滤波器的输出端电压保持在输入电压的±5%；
 有效滤除非特征谐波：通用谐波滤波器不仅滤除变频器、中频炉等设备产生谐波（5次、7次、11次、13次），而且能够有效滤除各种非特征谐波；
 性能稳定、可靠性高：通用谐波滤波器3年内不需要维护，工作可靠；
 选用简单：选DM通用谐波滤波器时，不需要知道谐波电流的数值，也不需要知道系统的参数，仅需要知道负载的额定工作电压和功率即可。

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