当功率因数等于1时会产生谐振,也就是人们所说的过补。正常情况下一般都是要求功率因数补偿值接近0.95~0.98左右,不到1。更不会超过1哟。
功率因数补偿是在交流电路中,表示电压与电流之间的相位差的余弦叫做功率因数,一般以符号cosφ表示它。在数值上表示功率因数是有功功率(P表示它)和视在功率(S表示它)的比值,用公式cosφ=P/S。这是因为低压供电线路中,大多数为电感性负载(电动机),而此时的谐振、谐波电流主要有3次、5次及其它高次(如17次等)。电源的3次谐波电压是罪魁祸首;电感性负载电机产生的高次谐波,谐波电流再经过补偿电容器的谐波放大,从而造成通过电容器的谐波电流很大。同时使低压电网电压波形畸变加剧,影响整个低压供电线路中的其他负载用电,甚至烧坏其他电气设备。同时谐波过电流会使无功功率补偿柜的电容器损耗功率增加,导致电容器异常发热。
★电力系统中的出现的谐波振荡时,其系统各点电压和电流均做往复性摆动,并且变化速度较慢;谐波振荡时任意一点的电流与电压之间的相位角都是随着功率因数角的变化而变化的;不过谐
★在电容器的标准中,允许通过电容器的稳态电流,应不超过电容器在额定频率,额定正弦电压下产生的电流的1.3倍。这个稳态过电流是由谐波和过电压共同作用的结果。过电流对电容器的影响主要是热效应,而热效应决定于损耗功率的大小,损耗功率与通过的电流平方成正比。电容器在严重的谐波过电流下将异常发热,必然使其绝缘迅速老化而早期损坏。
★再者,畸变的电压波形使电容器局部放电性能下降。畸变的电压波形,其电压峰值增高,并呈锯齿状尖顶波。尖顶波电压易在介质中诱发局部放电,从而加速电容器绝缘介质的老化。对于自愈式并联电容器,在长时间的局部放电作用下,其自愈性能会恶化,最终导致电容器损坏。
★为此,人们为了防止谐波危害的措施
①在电容器回路中串联电抗器。这是常用的且行之有效的一种防止方法。其目的是,使在相应次数的谐波下电容器回路的阻抗成为感性。必须指出,为了有效地抑制某次谐波,应先对谐波电流进 行实测,再决定串联电抗的参数。比如,当主要目的是防止3次及3次以上谐波放大时,可串联感抗值为电容器容抗值12% ~ 13%的电抗器;当主要目的是防止5次及5次以上谐波放大时,可串联感抗值为电容器容抗值4.5% ~ 6%的电抗器。但要注意,串联6%或4.5%电抗器均会导致3次谐波电流放大,而串接电6%抗器对3次谐波电流的放大程度尤为严重,串接电4.5%抗器则很接近于5次谐波谐振点的电抗值4%。因此,当遇到既需要抑制5次及以上谐波,又要兼顾减小对3次谐波放大的情况时,可串联电容器容抗值4.5%的电抗器。
串联电抗器后,还可使母线的谐波电压下降,电压波形得到改善。
②使用过负荷能力较高的电容器。这种方法的缺点是,虽然能避免电容器的损坏,但仍会发生谐波电流放大的情况,系统的谐波状况不会得到改善。振振荡时的系统三相是对称的,没有负序和零序分量。