諧波下無功互感器選型與防飽和對(duì)策
存在變頻器、整流設(shè)備、電弧爐的廠區(qū),含有大量 3、5、7 次諧波,配套無功補(bǔ)償電容柜,普通互感器極易出現(xiàn) CT 鐵芯飽和發(fā)熱,比差、角差嚴(yán)重漂移,功率因數(shù)采樣不準(zhǔn)。諧波工況無功補(bǔ)償互感器選型,要考慮諧波磁通疊加效應(yīng),選用低飽和、寬頻特性 CT,合理預(yù)留磁通余量。
工頻系統(tǒng)的 CT 鐵芯設(shè)計(jì)基于 50Hz 正弦波;諧波疊加后,總磁通等于工頻磁通疊加各次諧波磁通,同等一次電流下鐵芯磁通密度顯著升高,更容易進(jìn)入飽和區(qū)。一旦鐵芯飽和,二次電流波形畸變,相位偏移,控制器計(jì)算的功率因數(shù)失真,補(bǔ)償頻繁投切震蕩;長(zhǎng)期飽和會(huì)造成鐵芯發(fā)熱,環(huán)氧樹脂絕緣加速老化,縮短互感器壽命。
諧波場(chǎng)景采樣 CT,依然優(yōu)先選用 0.5S/0.2S 級(jí) S 型測(cè)量繞組,保障輕載精度;同時(shí)放大 CT 一次額定電流,降低正常工況鐵芯磁通密度,預(yù)留抗飽和余量。比如變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行電流 300A,常規(guī)選型 300/5;諧波較重工況,升級(jí) 400/5,降低穩(wěn)態(tài)磁通,提升諧波耐受能力。
鐵芯材質(zhì)選型,優(yōu)先選用低剩磁、低矯頑力材料,減少諧波下磁滯損耗。普通硅鋼片在高次諧波下?lián)p耗大、發(fā)熱明顯;高導(dǎo)磁低損耗鐵芯,適合諧波豐富的電能質(zhì)量治理項(xiàng)目。動(dòng)態(tài)無功 SVG、有源濾波 APF 配套采樣互感器,對(duì)寬頻特性要求更高,需要專門選用寬頻電流互感器。
電容支路保護(hù) CT,諧波下同樣需要校核飽和特性。諧波疊加電容投切涌流,故障電流波形畸變,保護(hù) CT 飽和會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)。保護(hù)繞組選用 5P20,增大準(zhǔn)確限值系數(shù),提升抗大電流畸變能力。
二次負(fù)載控制,諧波工況下,二次線纜阻抗帶來的誤差影響放大??刂?a style='color: blue;display:inline;border:none;' target='_blank' href='http://m.168ymt.com/connector/' onclick="HitLog('電纜','http://m.168ymt.com/connector/')" >電纜長(zhǎng)度,加大線徑,降低二次回路阻抗,保證實(shí)際負(fù)載不超過互感器額定 VA。二次負(fù)載超標(biāo),會(huì)進(jìn)一步加劇誤差與發(fā)熱。
配套治理方案,單純依靠互感器不能完全解決諧波問題。諧波嚴(yán)重的項(xiàng)目,電容器串聯(lián)電抗器抑制諧波放大,降低流入 CT 的諧波電流,減少互感器磁通壓力。電抗器 + 電容濾波回路,互感器選型同步復(fù)核諧波電流幅值。
試驗(yàn)驗(yàn)收,除工頻比差角差試驗(yàn),條件允許可做諧波下的互感器誤差測(cè)試,檢查高次諧波下波形輸出是否線性。投運(yùn)后紅外測(cè)溫,監(jiān)測(cè) CT 本體溫升,發(fā)現(xiàn)異常發(fā)熱及時(shí)停電排查飽和隱患。運(yùn)維定期查看控制器功率因數(shù)曲線,出現(xiàn)無規(guī)律劇烈波動(dòng),優(yōu)先排查 CT 諧波飽和問題。
諧波工況無功補(bǔ)償互感器選型,重點(diǎn)規(guī)避 CT 鐵芯飽和,選用寬頻 S 級(jí) CT,合理放大一次電流余量,降低鐵芯磁通。配合串聯(lián)電抗器抑制諧波,保障互感器在諧波環(huán)境采樣穩(wěn)定,減少補(bǔ)償震蕩,保護(hù)互感器本體安全。
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無功補(bǔ)償 CT 安裝位置及采樣區(qū)分要點(diǎn)
電容器保護(hù) CT 選型及繞組隔離要點(diǎn)
電機(jī)差動(dòng)保護(hù) CT 選型與調(diào)試方案
光伏并網(wǎng)互感器選型與二次回路要點(diǎn)
10kV 組合互感器選型及柜內(nèi)計(jì)量要點(diǎn)


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