(ソース : イートンシート 35007 7 2011)
高調波の考慮事項
電力系統の高調波の議論は、力率補正キャパシタの影響を議論することなく、不完全である. 力率補正キャパシタを含有する工業プラントにおける, 高調波電流および電圧は、サービストランスとコンデンサの相互作用を大幅に拡大することができます. これは、と呼ばれ 高調波共振または並列共振. 力率補正キャパシタを含む典型的なプラントの, 共振周波数 (増幅が生じる周波数) 通常13日ハーモニックに第五の近くに落ちる. 非線形負荷は通常、第五に電流を注入するので、, 7番目の, 11番目と13番目の高調波, ドライブとコンデンサが同じシステム上にインストールされている場合、共振または近共鳴条件がしばしば発生します, 溶断したヒューズとの症状や問題を生成する, 配電システムの他の部分における損傷したコンデンサや障害.
注意: コンデンサ自体は、高調波が発生することはありません, しかし、唯一の潜在的な高調波の問題を悪化させる. しばしば, コンデンサ力率補正のために適用されるまでの高調波関連の問題は、「表示」はありません.
それは、より高い周波数でのコンデンサの低インピーダンスコンデンサに過電流が発生していること自体が、コンデンサに起因する高調波環境下でのキャパシタを適用する問題が問題に限定されていることよくある誤解であると, 従って, 削除する必要があります. しかしながら, コンデンサ/高調波の問題は、電力システムの観点から表示する必要があります. コンデンサ自体は、その許容電流定格範囲内で行われている間、プラントのシステム上の高調波電圧と電流のコンデンサにより誘導される増加は、問題を引き起こしている可能性.
コンデンサバンクとトランスフォーマー共鳴が発生することがある
コンデンサバンクは、サービスの入り口に設置されている場合、コンデンサ、変圧器は危険な共振条件を作成することができます. これらの条件下で, 非線形素子によって生成される高調波は、多くの倍に増幅することができる.
よりKVAR非線形負荷のかなりの量が含まれているシステムに追加されるように、高調波の問題の増幅はやすくなる.
共振高調波周波数の推定値は、以下の式を用いて発見された:
- キロボルトアンペアSYS システムの=短絡容量
- コンデンサのKVAR =額
- ライン上のKVAR
- H =高調波の次数を呼ば 60 Hzの基本
Hは非線形デバイス-IEで生成された主要な高調波の値に近い場合, 3, 5, 7, 11 - 次いで、共振回路を大幅に高調波歪みを増加させる.
例えば, 工場は持っている場合 1500 とkVAの変圧器 5-1/2% インピーダンスと実用性の短絡評価される 48,000 キロボルトアンペア, その後キロボルトアンペアSYS 等しくなる 17,391 キロボルトアンペア.
もし 350 キャパシタのKVAR力率を改善するために使用された, Hは次のようになります。:
Hは右7次高調波に当たるので、, 非線形デバイスを工場出荷時に存在した場合には、これらのコンデンサは、有害な共振条件を作成することができます. この場合、コンデンサは、高調波フィルタアセンブリとして適用されるべきである.
潜在的な高調波関連の問題を診断する
プラント機器の高調波の陰性症状は、コンデンサのヒューズのヒューズを含み, 減少モーターライフ, ヒューズまたはサーキットブレーカの虚偽または誤った操作, 生命や変圧器や電子またはマイクロプロセッサの制御の誤作動でのノイズの増加を減少させた. これらの症状の1つ以上が規則的に発生した場合, 次の手順を行うこと.
- 植物は、力率補正キャパシタが含まれている場合, コンデンサに流れ込む電流は、「真のRMS」電流計を用いて測定する必要があります. この値は、システム電圧のコンデンサの定格電流よりも高い場合 (によって >5% かそこら), 高調波電圧歪みが存在する可能性が高いです.
- 工場の高調生産負荷やシステム構成の紙の監査を実施. この分析は、工場内のすべての主要な非線形デバイスでkVAのか、馬力データの収集を開始します, すべてのコンデンサ, サービス入り口変圧器やレーティング情報(の). このデータは、好ましくない高調波のレベルを作成する条件が存在するか否かを決定するために分析される.
- 配電システムは、複雑である場合、例えば、, 複数のサービスの入り口, 分散型コンデンサまたは紙の監査が完了していないか、あまりにも負担になると考えられた場合, 高調波が問題を引き起こしているかどうかを判断するための最も確実な方法は、オンサイトプラントの監査を介して行われ. この監査は、電気システムのレイアウトおよび接続された負荷の検査を必要とする, 戦略的な場所で撮影されただけでなく、高調波の測定. このデータは、電力系統の明確かつ簡潔な理解を得るために組み立てられ、分析することができる.
高調波の問題を解消
力率補正は、非線形負荷の存在下で必要とされる場合, または高調波歪みの量は、電力品質の問題を解決または回避するためにペナルティを減少させなければならない, 最も信頼性の高い, 最も低コストのソリューションは、多くの場合、高調波フィルタを使用することで実現されている.
受動的および高調波フィルタを交換
シャント高調波フィルター (見る 図 1) です。, 基本的に, 直列鉄心反応器と組み合わせた力率補正キャパシタ. フィルタは、基本周波数で力率補正を提供し、インダクタンスとなる (モーターのような) そのより高い周波数で「チューニングポイント。「ほとんどの高調波フィルタは5次高調波の下に調整されています. 故に, フィルタは、ほぼすべての三相非線形負荷によって作成され、高調波周波数におけるこれらの電流の誘導性インピーダンス経路を提供する (5番目の, 7番目の, 11番目の, 13番目の, 等). なぜなら FiのLTERは、これらの周波数では容量性れていない, プラント電気システムは、もはやこれらの周波数で共振することはできませんし、高調波電圧と電流を拡大することはできません.
シャント高調波フィルタは、したがって、3つのことを達成する:
- 力率補正を提供する.
- 共振による高調波の過電圧を防止.
- そのチューニングポイントを超える周波数での電圧高調波歪みと変圧器の高調波負荷が軽減.
状況次第で, コンデンサと非線形負荷がプラントに設置されているように、高調波共振条件は、時間の経過とともに徐々に発生することがあり. 問題を修正するために、高調波フィルタと、コンデンサの交換は非常に高価である. 力率補正容量の非常に低い量を提供しながら、任意の特定の周波数で共振に伴う問題を解消することができるカスタム設計高調波フィルタ. これらの低KVARフィルタは、従って、非常に大きい従来のフィルタのように濾過能力の同じ量を提供することができる, しかし、低コストで.
高調波を使用したシステムのためのソリューション
植物の負荷が変動する場合, その後、スイッチドキャパシタ/フィルタバンクをお勧めします. 高調波キャンセルが第一の目標である、広く様々な負荷のシステム用, 高調波補正部 (HCU) お勧めします.