Hoe de reactantiegraad van een laagspanningsreactief vermogenscompensatiesysteem te selecteren

Om de versterking van de 5e en 7e harmonischen effectief te onderdrukken, zijn er momenteel reactieve vermogenscompensatiesystemen met verschillende reactantiepercentages (5,5%, 6% of 7%) op de markt. Welk systeem biedt de beste prestaties? Hoe moet men kiezen?

Het Doel van het in Serie Schakelen van Condensatoren met Reactoren

Door de snelle ontwikkeling van vermogenselektronicatechnologie en de volwassenheid van halfgeleidertechnologie maken industriële toepassingen vaak gebruik van frequentieregelaars voor motoren, gestuurde gelijkrichters en intermitterende besturingsapparatuur die hun uitgangsvermogen kunnen aanpassen aan de belastingsgrootte om energiebesparing en reductie van verbruik te realiseren. De stroomgolfvorm van dergelijke belastingen is echter niet-lineair en discontinu tijdens bedrijf. Het gebruik van pure condensatoren als reactieve vermogenscompensatie in deze situatie creëert het risico op parallelresonantie.

Om parallelresonantie tussen de pure condensator en de equivalente impedantie van het systeem te voorkomen, wordt de condensator in serie geschakeld met een reactor. Dit maakt de impedantie van de condensator met betrekking tot systeemharmonische stromen inductief, waardoor het resonantiepunt effectief wordt vermeden en systeemresonantie wordt voorkomen. Bovendien vermindert en onderdrukt het in serie schakelen van de condensator met een reactor ook de inschakelstroom.

Het primaire doel van serie-reactoren voor reactieve vermogenscompensatie, naast het compenseren van systeemreactief vermogen, is het vermijden van systeem parallelresonantiepunten en het voorkomen van het risico op resonantie. Of men nu 5,5%, 6% of 7% reactoren gebruikt, het hoofddoel is om versterking van de 5e en 7e harmonischen te voorkomen. Daarom zijn de drie reactantiepercentages functioneel hetzelfde. Het is echter belangrijk op te merken dat het harmonische absorptie-effect verschilt door de verschillende serie-reactantiepercentages, en de spanningsstijging aan de condensatoraansluitingen varieert ook. Daarom moet bij gebruik van een reactantiepercentage van 5,5% zorgvuldig worden gekeken naar de nominale stroom van de reactor, omdat de afstemfrequentie dichter bij de 5e harmonische frequentie ligt dan bij de andere twee percentages, en de doorslagspanning van de condensator moet dienovereenkomstig worden verhoogd. Bij gebruik van een reactantiepercentage van 7% moet aandacht worden besteed aan de selectie van de nominale spanning van de condensator, omdat de spanningsstijging aan de condensatoraansluitingen na het in serie schakelen van de reactor groter is dan bij de andere twee percentages. Een uitgebreide vergelijking van de drie reactantiepercentages wordt getoond in Tabel 1.

Wanneer de systeemharmonische stroom te groot is (over het algemeen groter dan 100A), kan de afgestemde filtercondensator-reactor groep een veiligheidsrisico vormen, en kan harmonische mitigatie noodzakelijk zijn.