对电动机进行无功补偿应注意谐波危害
更新：2020-03-20
摘要：经由过程实例分析说明，在对电念头进行无功抵偿时，有可能发生因电念头发生的谐波获得放年夜，而致使电容器早期损坏的现象。
关头词：电念头无功抵偿谐波
三订交流异步电念头具有一系列点，作为动力装备在各行中获得极普遍的运用，它在运行中依靠磁场传递进行能转换来工作，不仅消耗有功功率，也需要无功工率。属感性负荷，是以功率因数较低，约为0.76～0.89，一般需要并联电容器进行抵偿，以提高功率因数，同时也提高了端电压，有益于电念头的起动。
电念头进行无功抵偿具有增容、节能、提高出力等点，经济效益显著，今朝已获得推行运用，但在推行中，对某些可能存在的问题(例如谐波的风险等)并没给予足够的重视与研究，现笔者经由过程下面实例说明，电念头进行无功抵偿时，若条件合适，一样存在因谐波放年夜而酿成的风险，应引发我们的注重。1概况我省境内某抽水站，安装运行3台180kW电念头，由于该站地处电网结尾，电压较低，机电经常起动坚苦，为了提高功率因数和电压，用自愈式并联电容器(电容器回路中未串联电抗器)进行无功抵偿，可是当电容器接进电网运行后，时间不长，就泛起电容器损坏现象，随着运行时间增加，损坏的电容器越来越多，那时，思疑电容器不良，就更换了电容器，但更后，仍泛起一样问题，有关方面才思疑是否存在其他缘由，向我们提出咨询。我们凭据情况进行分析后认为，虽然该站地处农村，四周没有任何谐波源存在，电念头自己一般不作为谐波负荷处置，也没有见到过电念头进行无功抵偿后发生谐波风险的报道，但仍是不应破除存在谐波风险的可能，应进步前辈行谐波测试与分析。
2电念头是发生高次谐波电流的谐波源为了领会系统谐波情况，在低压母线上3台电念头的运行工况时，进行了谐波测试与分析，为便于比力，将测试数据列于表1。从表1中所列数据可以看到，谐波电流以3次及17次为主，凭据测试数据，进行谐波功率计较后可知，3次谐波功率与基波功率标的目的相反，而17次谐波功率与基波功率标的目的相反，由此可判断3次谐波电流系由电源的3次谐波电压所发生，而17次谐波电流则由电念头所发生。对其他各次谐波进行计较，即可知16次等部门谐波电流亦由电念头所发生，是以电念头是发生高次谐波电流的谐波源，17次及其他各次谐波注进电网，使电网电压波形畸变，其中17次谐波电压高达4.727，跨越了GB／T14549-1993《电能公用电网谐波》中不年夜于4的限值，同时也致使电压总谐波率到达5.563，也跨越了不年夜于5的划定。
3无功抵偿装配投进后发生了谐波放年夜现象在低压母线运行着3台电念头的工况下投进无功抵偿装配，对电容器回路进行谐波测试，发现由于谐波放年夜，经由过程电容器的高次谐波电流很年夜，表2中列出了测试数据。从表2中所列数据不难看出，无功抵偿装配投运后，发生了严重的谐波放年夜现象，其中16次与17次谐波电流已划分到达基波电流的129.2与237.1，而自愈式并联电容器国标中划定，包括谐波电流在内的允许过电流为1.3倍额定电流，是以，这时候的谐波电流值是相当年夜的。
同时，电网的电压波形畸变加重，低压母线电压的16与17次谐波电压含有率，划分由电容器投进前的1.886与4.727，增年夜到6.998与11.34，母线电压总畸变率亦由5.563增年夜到14.71，年夜年夜跨越谐波国标的有关限制值，谐波电压的增年夜，说明注进电网的谐波电流也响应增年夜。谐波电压的增年夜，将直接影响毗连于该母线的各类电气装备的平安运行，资料讲明，电念头在较高的谐波电压作用下，将发烧烧坏，寿命缩短。4电容器早期损坏的缘由4.1畸变的电压波形使电容器局部放电性能下降由于谐波的存在，电压波形发生畸变，使电压峰值增高，呈锯齿状尖顶波。图1所示为实侧的电压波形。一些实验讲明，尖顶波电压易在介中诱发局部放电，而且因电压变化速度快，引发的局部放电强度也较年夜，这将对电容器尽缘介的老化起加速作用。电容器的局部放电性能一般可用肇端放电场强与局放熄灭场强两个参数来表征，若局放熄灭场强低于工作场强那末由于操作过电压所诱发的局部放电就可能在工作场强下不能熄灭，而形成长时间的局部放电。实验讲明，当电源电压含有谐波时，电容器的局部放电肇端电压和熄灭电压均响应下降，而且当谐波含较年夜，谐波次数越高，下降幅值越年夜。虽然自愈式并联电容器国标中对局部放电性能未作明确要求，可是局部放电对尽缘介的影响是客观存在的，长时间的局部放电，必然加速尽缘介的老化，使其自愈性能恶化，终致使电容器损坏。4.2严重的谐波过电流使电容器消耗功率增加，致使电容器异常发烧在电容器的尺度中，允许经由过程电容器的稳态过电流，应不跨越电容器在额定频率，额定正弦电压下发生的电流的1.3倍，这个稳态过电流是由谐波和过电压配合作用的成效。在本次测试中，电压没有跨越额定电压，故过电流仅是谐波作用下的成效，现凭据现实参数计较其过流情况，凭据测试时基波电压为181.5V（相电压）谐波电流为基波电流的304.6％，电容器额定电压400V，三相三角接法，由此可计较得其稳态过电流对额定电流的比值为：式中：Ie为经由过程电容器的稳态过电流；Ie1为电容器在额定频率，额定电压下发生的电流过电流对电容器的影响主要是热效应，而热效应决议于消耗功率的年夜小，消耗功率与经由过程的电流平方成正比。凭据电容器允许过电流条件，可计较得现实消耗增加倍率S：即电容器的现实消耗功率为允许值的3.76倍，是以，在如斯年夜的消耗功率下，电容器将异常发烧，必然使其尽缘迅速老化而早期损坏。5小结5.1电念头会发生高次谐波，用电容器进行无功抵偿时，有可能会发生谐波放年夜现象，对此应引发我们的注重；5.2电念头进行无功抵偿时，应进行谐波测试与分析，以便接纳响应的技术指施，避免谐波风险的发生。