电容两极如果接有不同的电位,那么就在电容两极板上有电荷积累,形成电容内部的电动势,以抵消外部电动势。当完全抵消外部由于不同的电位引起的电势差时,就是所谓的平衡状态。
对于单个电容来说,电荷是没有流动的,正极板跟负极板之积累了等量的电荷,总体电量是0;
对于并联电容来说,跟单个电容相比,只是两极板电量不同,其余都一样。
对于串联的电容,由于不同的电容所带的电量大小不同,所以他们之间要有电荷转移,使得电荷平衡。但这样确又使得各自的电容极板间电量大小不同,破坏了各自的电容平衡,使得各个电容又有放电或充电(但其中一个电容充电跟另外一个放电的电量是相等的),如此往复循环,其频率理论上跟电容大小有关,实际工程上还跟两端的电势差有关。因此总体上看电量是平衡的,但是其实内部一直在有电荷转移。正因为如此,实际工程上串联的电容值会比理论计算的值还要小,而且电容串联使得电路不稳定,容易引起震荡(电容三点式)。
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措施之一为改变网络元件的电抗电容量值,然而,它的可能性不大,特别当电容器组是自动控制的场合,将有许多谐振条件都要考虑。同时要注意,即使系统参数只是接近谐振频率也能使电容器组过电流和电压畸变率超过标准。
常用的方法是与电容器串联一个电抗器,调谐的谐振频率低于网络中产生的次谐波的频率,这样,无论是串联谐振还是并联谐振就不会发生。
现代的工业和建筑物电网中完全没有谐波电压和电流是不可能的,那么是否凡并联电容器都要串电抗器呢?那也不一定,如果需要串,电抗值取多少呢?下面着重讨论1000V以下低压电网情况。
2.1 并联电容器组(不串电抗器)
当不存在谐振条件即电网的电抗值和并联电容器的电容值所构成的谐振频率比较高而负载产生的谐波电流和母线的谐波电压又很低时,此时,不需要考虑降低谐波值,但是IEC标准并未给出划分界线的具体数据。笔者认为,谐波次数≥17就可以不考虑,即谐振频率≥17次谐波。
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