变频器输入侧谐波对电力电容器的干扰

    连接变频器的电源系统还并联有电力电容器、发电机、变压器、电动机等负载，变频器产生的谐波电流按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载。下面叙述以谐波电流对各电气设备的影响。

    关于电力电容器最高使用电压和最大使用电流，在有关标准中对谐波耐量有明确规定（见表11-6）。

    表11-6    关于电力电容器过负载的规定条款摘录

    电力电容器由于谐波引起并联谐振，则有异常电流流入电容器，往往导致电容器过热、绝缘破坏。通常，当电源阻抗充分小（电源设备容量大）时产生故障很少，但要考虑高次谐波影响低压电力电容，故推荐使用带6%串联电抗器的电力电容器。

    图11-28为电力电容器同变频器并联连接的单线图及其等效电路。变频器产生的谐波电流In分别流向电源侧的高次谐波电流Isn和流向电容器侧的高次谐波电流Icn，Icn可用下式求出。

   Icn=[(nXs)/nXs+nXL-Xc/n)]In   (11-4)

式中  Xs-电源侧阻抗；

   XL-串联电抗器的阻抗；

   Xc-电力电容器的阻抗；

   n-谐波次数。

    图11-28    同变频器、电力电容器并联

    连接的单线图及其等效电路

    上式中如果nXs+nXL-Xc/n=0则为谐振状态，电力电容将流过非常大的电流，电容器将被烧毁。所以要适当地选择串联电抗器的值，错开谐振点，或者在变频器的输入侧串入电抗器，减小从变频器来的电流。另外，电容器的谐波耐量在标准中（见表11-6）已明确规定，而在更高次范围内的谐波容许限度也有规定。

    电容器和直流电抗器对谐波电流的容许限度，给出其大致的计算式见表11-7、表11-8。

    根据表11-7和表11-8的计算式，3~39次的单一谐波与基波电流叠加流入时的容许限度大致标准值见表11-9~表11-12。

    表11-7    给出电容器谐波电流容许限度的计算式

    注：1．所谓限度分类是指容许值根据何种原因受到限制，“电压”表示从耐压方面

    的限度，“热”表示从热破坏方面的限度。

    2．I1-基波额定电流；n-流入谐波次数；In-流入谐波电流。

    表11-8    给出串联电抗器谐波电流容许限度的计算式

    注：同表11-7。

    表11-9    谐波电流连续容许限度    (%)

    注：表中的值用对于基波额定电流的谐波含有率表示。

    表11-10    串联电抗器谐波电流连续容许限度    (%)

    表11-11    短时容许限度（基波电流100%时）    (%)

    注：表中的值用对于基波额定电流的谐波含有率表示。

    表11-12    串联电抗器短时容许限度（基波电流100%时）    (%)

    注：表中的值用对于基波额定电流的谐波含有率表示。