Serien-und Parallelresonanz

Autor: Zbigniew Hanzelka

Quelle: Handbook of Power Quality Herausgegeben von Angelo Baggin, John Wiley & Sons, Ltd

1. Parallelresonanz

Die Leistung QFC einer Kondensatorbank ausschließlich zur Leistungsfaktorkorrektur werden sollen, ist die Genauigkeit und Sorgfalt ausgewählt werden, unter Berücksichtigung der Frequenz-Impedanz-Eigen-schaften bei PCC (Abbildung 1). Die Probleme, die von den Resonanzerscheinungen führen kann,, aufgrund der Anwesenheit von hohen Harmonischen, sollte vermieden werden. Es sollte sichergestellt werden, dass die Resonanzfrequenz nRP der Schaltung von der Versorgungsnetz-Kondensatorbank gewährleistet die Schaltung Verstimmung von nahezu parallelen Resonanzbedingungen, d. h.. die Resonanzfrequenz nicht nahe an einem signifikanten Harmonischen durch die nichtlineare Last erzeugte.

Serien-und Parallelresonanz 1

Abbildung 1 zeigt beispielsweise Frequenzeigenschaften des Versorgungsnetzes und Kondensatorbank, wie aus den nichtlinearen Lastanschlüsse gesehen. Die Erhöhung der Resonanzfrequenz mit der Zunahme der Batterieleistung (Anzahl der verbundenen Abschnitte, Kapazität) Deutlich zu erkennen ist.

Abbildung 2 zeigt eine schematische Darstellung der Schaltung, wo, Um den Effekt der Resonanzphänomene, der aktuellen Vergrößerung tritt für eine der charakteristischen Oberwellen einer Sechspuls-Umsetzer Antriebs.

Abbildung 1 Der Strom einer Kondensatorbank in Abschnitte unterteilt und die Frequenzcharakteristiken der Impedanz der Versorgungsnetz-Kondensatorbank, wie aus den nichtlinearen Lastanschlüsse gesehen

Abbildung 1 Der Strom einer Kondensatorbank in Abschnitte unterteilt und die Frequenzcharakteristiken der Impedanz der Versorgungsnetz-Kondensatorbank, wie aus den nichtlinearen Lastanschlüsse gesehen

Abbildung 2 Verstärkungspfad der harmonische Strom in das Versorgungsnetz-Kondensatorbankschaltung

Abbildung 2 Verstärkungspfad der harmonische Strom in das Versorgungsnetz-Kondensatorbankschaltung

Verstimmung von parallel Resonanz kann durch die Wahl geeigneter Parameter der Kompensationsschaltung erreicht werden, d. h.. Änderung der Batterieleistung und / oder Zugabe eines Anti-Resonanzdrossel. Es wird in Reihe mit der Kondensatorbank verbunden, wenn Spannungsverzerrung innerhalb der Grenzen enthalten, sondern sollte die Batterie vor Überlastung durch zu hohe Oberschwingungsströme geschützt werden. Die Kondensatorbank mit einer Verstimmung Reaktor unterscheidet sich von einem Single-Filiale Oberwellenfilter nur in der Serienresonanzfrequenz und ihr Zweck. Es sollte betont werden, dass die Bank mit einer Verstimmung Reaktor reduziert auch die Spannungsverzerrung bei Sammelschienen, wenn auch in geringerem Ausmaß als das Filter hat.

Verbinden des Reaktors in Reihe mit der Kondensatorbank bringt einige zusätzliche Anforderungen für eine solche Installation, nämlich:

  • Kondensatoreinheiten sind für eine höhere Spannung als die Nennspannung Versorgungsnetz abgegeben werden (SieC = A2/(n2 -1), wobei n die Ordnung der Komponente, auf die die LC-Reihenschaltung abgestimmt;
  • Die Reaktoren 'Längs Isolierung sollte so bemessen, dass Überspannungen von der Bank Schaltströmen standhalten werden. Überspannungs-Werte hängen von der LC-Parameter der Kompensationsschaltung.

Die Auswahl der Resonanzfrequenz der LC-Reihenzweig ist von besonderer Bedeutung. Es sollte unter der niedrigsten Oberschwingungsfrequenz an der Stelle des Batterieverbindungs ​​sein, so dass der LC Zweig wird (für diesen Frequenz) eine induktive Charakter.

Die Serie Reaktor wird häufig unter Verwendung der sogenannten Dämpfungsfaktor ausgewählt (p) definiert als Quotient aus dem Reaktor durch Spannungskondensatorspannung, ausgedrückt als Prozentsatz. Ein Dämpfungsfaktor p = 5.67 % bedeutet, dass der LC Zweig Serienresonanzfrequenz ist 223 Hz. Ein derartiger Reaktor wird in Netzen, in denen die fünfte Harmonische dominant angewendet. Ähnliches gilt für p = 7% (189 Hz) und 14 % (133 Hz).

2. Serienresonanz

Die Serienresonanz können unter bestimmten Bedingungen in einem Stromsystem mit Kondensatorbänken installiert auftreten. Dieser Fall ist in Figur dargestellten 3. Niederspannungs-Sammelschienen sind aus dem Verteilernetz durch den Transformator zugeführt wird (Tr). Kondensatorbatterien wurden zum Zwecke der Kompensation der Blindleistung verbunden ist. Ein Sechs-Puls-Thyristor-Wandler (eine nicht-lineare Last) wird von der Mittelspannungs-Stromschienen geliefert. Das Ersatzschaltbild und die Frequenz-Impedanz-Charakteristik, vom Wandler Anschlüsse gesehen, sind in Abbildung 3(b) und (c).

Abbildung 3 (ein) Das schematische Diagramm, (b) Das Ersatzschalt, und (c) die Frequenz-Impedanz-Charakteristik für ein Beispiel der Installation mit nicht-linearen Last und Kondensatorbank

Abbildung 3 (ein) Das schematische Diagramm, (b) Das Ersatzschalt, und (c) die Frequenz-Impedanz-Charakteristik für ein Beispiel der Installation mit nicht-linearen Last und Kondensatorbank

Es ist offensichtlich, dass, abgesehen von der Parallelresonanzfrequenz f derRP, Auch die Serienresonanz tritt in diesem Schaltkreis für die Frequenz fRS , für die die Gesamtimpedanz erreicht einen kleinen Wert. Dies bedeutet, dass für diese Harmonischen der Resonanzkreis weist die Eigenschaften einer parallelen Filter. Wenn die Resonanzfrequenz fRS in der Nähe der fünften oder siebten Harmonischen, beispielsweise, dann ist diese harmonische Strom, durch den Wandler erzeugten, wird in der Schaltung des Transformators und den Kondensator in Reihe geschaltet Reaktanzen fließen. In diesem Fall, umgekehrt mit dem parallelen Resonanz, die harmonische aktuelle Vergrößerung tritt nicht auf, aber die Resonanzschaltung zwingt den Strom in der Schaltung fließen, nicht für einen solchen Zweck vorgesehen. Eine starke Spannungsverzerrung kann in der Niederspannungs-Schaltkreis auftreten.