Как температурная зависимость значения емкости конденсатора влияет на точку настройки схемы расстроенного фильтра?

В современных промышленных электросетях схема несбалансированной фильтрации является важнейшим механизмом защиты от гармонических помех и обеспечения стабильной работы системы компенсации реактивной мощности. Его основной принцип заключается в намеренной настройке цепи конденсатора, включенной последовательно с катушкой индуктивности, на нерезонансную точку ниже частоты основной гармоники электросети, тем самым избегая параллельного резонанса и безопасно поглощая часть гармонического тока. Однако ключевым фактором, который часто упускают из виду, является то, что значение емкости конденсатора не является постоянной величиной; он будет дрейфовать из-за изменения рабочей температуры конденсатора. Этого незначительного дрейфа достаточно, чтобы бесшумно изменить точку настройки всей схемы фильтрации, создавая потенциальную угрозу безопасности для последующей компенсации реактивной мощности.

Внутренняя корреляция между температурными характеристиками конденсаторов и точкой настройки

Чтобы понять влияние рабочей температуры на величину емкости конденсатора, нам сначала необходимо рассмотреть формулу расчета точки настройки, которая представляет собой резонансную частоту fr = 1 / (2π√(LC)). Здесь L — фиксированное значение индуктивности дросселя, а C — значение емкости конденсатора. Эта формула ясно показывает, что резонансная частота обратно пропорциональна квадратному корню из значения емкости. Любое незначительное изменение значения емкости напрямую приведет к изменению резонансной частоты. Диэлектрический материал конденсатора, такой как металлизированная полипропиленовая пленка, претерпевает заметные изменения своей диэлектрической проницаемости из-за температуры окружающей среды и повышения собственной рабочей температуры. Когда температура окружающей среды повышается или конденсатор выделяет тепло из-за внутренних потерь, значение емкости конденсатора обычно показывает отрицательный дрейф (уменьшение значения емкости). Согласно формуле, уменьшение значения емкости приведет к увеличению резонансной частоты, в результате чего точка настройки всей схемы фильтрации расстройки «сместится» к более высокой частоте.

Системные риски, связанные с дрейфом точек настройки

Этот, казалось бы, незначительный сдвиг точки настройки потенциально может вызвать серию цепных реакций и создать потенциальные риски в реальной эксплуатации. Наиболее серьезная ситуация заключается в том, что если в исходной конструкции конденсатора точка настройки установлена ​​на уровне 189 Гц, чтобы избежать 5-й гармоники 250 Гц, но из-за уменьшения значения емкости конденсатора, вызванного повышением температуры, точка настройки может неожиданно сместиться ближе к 230 Гц или даже выше. Дрейф точки настройки значительно увеличивает импеданс схемы вблизи частоты 5-й гармоники, что не только ослабляет фильтрующий эффект схемы расстроенного фильтра, но, что более опасно, значительно увеличивает риск параллельного резонанса между этой схемой расстроенного фильтра и фоновыми гармониками сетки. При возникновении резонанса гармонический ток, протекающий через конденсатор и катушку индуктивности, резко усиливается, что приводит к серьезной перегрузке по току и перенапряжению, вызывая перегрев оборудования, неисправности или повреждения защитных устройств, а также усугубляя искажение формы волны напряжения сети. Резонанс нельзя игнорировать, поскольку он может в конечном итоге привести к отключению всей системы компенсации реактивной мощности, что повлияет на непрерывность производства.

Надежное решение Geyue Electric для борьбы с температурным дрейфом

Geyue Electric имеет глубокое понимание серьезных проблем, с которыми электрические компоненты сталкиваются в реальных условиях работы. Поэтому мы считаем надежность реагирования на изменения окружающей среды одним из основных принципов проектирования продукции. В нашем решении по компенсации низковольтной реактивной мощности особое внимание уделяется устранению рисков, вызванных температурным дрейфом на уровне компонентов. Высокопроизводительный низковольтныйсерия БСМЖиСерия BSMJ(Y)Шунтирующие конденсаторы, которые мы используем, имеют усовершенствованные металлизированные пленочные диэлектрики с превосходной температурной стабильностью и тщательным производственным процессом. Скорость изменения значения емкости во всем диапазоне рабочих температур контролируется на предельно низком уровне, сводя к минимуму амплитуду дрейфа точки настройки от самого источника. В то же время наш модуль компенсации противофазной фильтрации имеет точно спроектированные и подобранные индукторы, что гарантирует стабильную фиксацию частоты настройки всей системы в безопасном диапазоне при ожидаемом повышении рабочей температуры. Выбирая решения по компенсации реактивной мощности Geyue Electric, вы получаете не просто комплект оборудования, но и надежную гарантию, которая остается стабильной и надежной в условиях сложных условий работы. Мы стремимся создать по-настоящему прочный и надежный барьер компенсации реактивной мощности и защиты от гармоник для вашей электросети с помощью надежных технологий устройств и общей конструкции системы, обеспечивая непрерывное и чистое электропитание для вашего производства. Если вашему проекту требуется надежное решение для компенсации реактивной мощности, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.info@gyele.com.cn.