抗諧型智慧型電容器

NAD系列抗諧型低壓智慧型電力電容器是以△型或Y型低壓電力電容器為主體，採用微電子軟硬體技術、微型感測器技術、微型網路技術和電器製造技術等最新技術成果，實現智慧型化低壓無功補償功能,能方便地實現過零投切、保護、測量、信號指示、在線上等系列功能，是低壓無功自動補償濾波技術的重大突破。產品主要套用於有諧波場合的無功補償，能夠可靠運行，不會產生諧振，對諧波無放大作用，並在一定程度上有吸收消除諧波的功能。其中串接7%電抗器的產品使用於主要諧波為5次及以上的電氣環境，串接14%電抗器的產品使用於主要諧波為3次的電氣環境。

基本介紹

• 中文名：抗諧型智慧型電容器
• 套用範圍：箱變 低壓成套櫃 就地補償
• 所屬行業：低壓無功補償
• 設備功能：抗諧  濾波  補償
• 產品分類：單電抗、雙電抗（臥式）

諧波的危害及常用治理方法

諧波是指電流中所含有頻率為基波整數倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅立葉級數分解，其餘大於基波頻率的電流產生的電量。在電力系統中，諧波產生的根本原因是由於電網中大量使用非線性負載所致，主要非線性負載有UPS、開關電源、整流器、變頻器、逆變器、數控工具機、電焊機等，當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關係，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產生。非線性設備產生的諧波致使用戶有功電量增加，電費成本增加；降低系統的容量如變壓器、斷路器、電纜等；加速設備老化，縮短設備使用壽命；危害生產安全與穩定；電容器無功補償無法進行。

諧波治理常用方法

增加元器件物理參數

由於諧波引起電壓畸變、電流放大超出元器件額定工作電壓和電流，所以在諧波不嚴重的場所通過提高電容器、投切開關等元器件的耐壓和通流參數的方法可以提高補償設備抗諧波的能力，但是元器件的參數不可無限制提高，電容合閘時仍會將諧波電流放大，倒送至電網，導致器件損壞，所以此種方法不能從根本上解決諧波污染的問題。

串聯電抗器

主要是通過在電容補償迴路中串聯與之相匹配的電抗器同時提高電容器、投切開關等器件物理參數的方法，從而有效吸收電網中的部分諧波，使電容合閘時不會產生電流放大，倒送電網中加重諧波污染，保證無功補償設備正常運行。這種諧波治理方法是最經濟、最常用的方法，但是在諧波污染特別嚴重的場所，由於這種方法不能從根本上消除諧波，所以必須採用專門的濾波方案。

無源濾波

無源濾波器主要由電感器和電容器構成，俗稱LC濾波器，分為無源並聯濾波器和無源串聯濾波器，主要通過對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達到過濾諧波的作用，此種方法是套用較為廣泛的諧波治理手段，但是由於諧波濾除效果受電網阻抗及元器件參數影響較大，濾波參數容易發生漂移，所以需要經常進行系統參數校正，甚至重新設計。

有源濾波

有源諧波濾除裝置是在無源濾波裝置的基礎上發展起來的，主要是由電力電子元件組成電路，使之產生一個和系統的諧波同頻率、同幅度，但相位相反的諧波電流與系統中的諧波電流抵消。原理上有源濾波裝置能做到適時補償，且不增加電網的容性元件，濾波效果好，在其額定的無功功率範圍內，濾波效果是百分之百的。但是有源濾波裝置由於受到電力電子元件耐壓，額定電流的發展限制，成本極高，所以套用範圍有限，此種方法是未來諧波治理的發展方向。

產品工作原理

主要是通過在電容器補償迴路中串聯與之相匹配的電抗器，提高電容、開關的物理參數的方法，目的是：有效抑制諧波，避免電容合閘時產生電流放大，保證補償設備正常運行；.有效吸收電網中的部分諧波，防止倒送至電網加重污染。此種諧波治理的方法是最經濟也是最常用的有效方法，但是這種諧波治理的方法不能從根本上消除電網中的諧波及抑制諧波源的諧波再生，在諧波特別嚴重的情況下，必須採用其他諧波治理方案（詳見：APF有源濾波組合電器）。

TA－微型電流互感器
C－低壓電力電容器
A2－人機聯繫組件
KT－溫控感測器
L－串聯電抗器
Rt－溫度感測器
UA、UB、UC、UN－三相四線電源
Qf－斷路器
X1－在線上外掛程式
Kd－零投切開關電器
X2－狀態指示燈外掛程式
A1－智慧型控制組件
抗諧型智慧型電容器的抗諧波特性由電抗率決定的，電抗率是電抗器的感抗和電容器的容抗之間的比值。
電抗器感抗值若以抑制3次諧波考慮，即j3ωL-j/3ωC>0，則ωL>0.11ωC，感抗值應大於容抗值得11%；若以抑制5次諧波考慮，j5ωL-j/5ωC>0，ωL>0.04ωC，感抗值應大於容抗的4%；若以抑制7次諧波考慮，j7ωL-j/7ωC>0，ωL>0.02ωC，感抗值應大於容抗值的2%。考慮到電力電容器在運行中的容量衰減（容抗值要增大）等因數，電抗器的感抗值一般應考慮一個可靠係數（一般取1.2-1.5）。因此電抗率一般取7%，以抑制5次及5次以上諧波，取14%抑制3次及3次以上諧波。

產品主要特點

1.電抗器具有高線性特點，它是抗諧型低壓智慧型電容器起抗諧作用的關鍵部件。電網中的諧波是由非線性負載產生的，電抗器與電力電容器串聯後接入電網，也是一種負載，因此如果電抗器的線性度差，呈現一定的非線性，不僅會降低其抗諧功能，而且會產生新的諧波，成為一種新的諧波源。NAD抗諧型低壓智慧型電容器中電抗器的線性度在負載從0到120%的範圍內優於0.1%，因此在工作時幾乎無諧波產生。

2.採用高品質工業型低壓電力電容器，安全性高；內加防爆器及溫度感測器，提高產品在有諧波場合下運行可靠度；內置有微型電流互感器，能有效監測內部電流變化。

3.採用電磁式過零投切開關技術，技術先進，性能穩定可靠，工作過程中無諧波產生，其零投切偏移度小，涌流小，耐電壓、電流衝擊能力強，可以在諧波嚴重的電氣環境下運行。

4.電抗器線圈附加溫控開關，使得電抗器過溫時能將過溫信號傳遞給控制晶片，自動切斷電磁式開關，防止產品在異常情況下損壞。
5.串聯不同規格電抗器，能有效抑制諧波和涌流。
6.模組化結構，組合靈活，擴容方便，安裝簡單，便於維護；智慧型組網，485通訊接口可以接入後台計算機，進行配電綜合管理；液晶顯示，操作簡單，維護方便，利於現場故障查找。
7.採用分散控制模式，100萬次以上無故障投切，高可靠性；節能效果顯著，有效提高功率因數，降低電能消耗，改善電能質量。

產品基本功能

抗諧波濾波功能

有效的抑制諧波和涌流，對諧波形成低阻抗通路。防止電容器過載、絕緣介質的老化、自愈性能下降、使用壽命降低。

採用電磁式過零投切開關，能準確的在電壓為零時投入，電流為零時切除，投切涌流小。

配電電壓、電流、無功功率、功率因數測量；CT相位與變比自動測量、校正；各台電容器內部電流、內部溫度測量。

信號功能

電容器投切狀態、過欠補狀態、過欠壓狀態信號；保護動作類型、自診斷故障類型信號。

通信功能

電容器和控制器之間採用RS-485通信連線，便於大量採樣數據上傳及與外設監

控終端進行信息交換，構成系統工作。

在線上功能

具備網路通信和無線網路通信功能。

智慧型組網

可自動檢測及跟蹤系統無功的變化，自動投切電容器組。容量相同的電容器按循環
投切原則，容量不同的電容器按適補原則投切。電容器先投先退、先退先投；電容
器運行溫度低的先投，運行溫度高的先退；補償工況恆定時，電容器每十五分鐘循
環投切，避免單只電容器長時間投運。

故障自診斷功能

電容器智慧型控制元件能對本體各項運行參數進行自診斷，一旦出現自檢故障，整機
快速回響，退出運行。

抗諧型產品分類

抗諧型智慧型電容器按照補償迴路及串電抗個數：分為單電抗型和雙電抗型（臥式）。