目前工礦企業無功補償多採用分組自動跟蹤補償,單組容量多為900kvar以下,一般都將電力電容器,串聯電抗器及真空接觸器等裝於同一櫃內,這樣就要求電抗器體積小、效能好、重量輕、便於安裝維護;現對無功補償用串聯電抗器的用途、效能介紹如下。
一、串聯電抗器類種
1、油浸式鐵芯電抗器;
2、乾式鐵芯電抗器;
3、乾式空芯電抗器;
4、乾式半芯電抗器;
5、乾式磁遮蔽電抗器;
二、無功補償電抗器用途分為:
1、限流電抗器;
2、抑制諧波電抗器;
3、濾波電抗器;
三、串聯電抗器的作用是多功能的,主要有:
1、降低電容器組的湧流倍數和湧流頻率,便於選擇配套裝置和保護電容器。根據gb50227標準要求應將湧流限制在電容器額定電流的10倍以下,為了不發生諧波放大(諧波牽引),要求串聯電抗器的伏安特性盡量為線性。網路諧波較小時,採用限制湧流的電抗器;電抗率在0.
1%-1%左右即:可將湧流限制在額定電流的10倍以下,以減少電抗器的有功損耗,而且電抗器的體積小、占地面積小、便於安裝在電容器櫃內。採用這種電抗器是即經濟,又節能。
2、串聯濾波電抗器,電抗器阻抗與電容器容抗全調諧後,組成某次諧波的交流濾波器。濾去某次高次諧波,而降低母線上該次諧波的電壓值,使線路上不存在高次諧波電流,提高電網的電壓質量。
濾波電抗器的調諧度:
xl=ωl=1/n2xc=axc
式中a-調諧度(%)
xl-電抗值(ω)
xc-容抗值(ω)
n-諧波次數
l-電感值(μh)
ω----314各次諧波濾波電抗器的電抗率
3次諧波為11.12%
5次諧波為4%
7次諧波為2.04%
11次諧波為0.83%
高次諧波為0.53%
按上述調諧度配置電抗器,可滿足濾除各次諧波。
3、抑制諧波的電抗器,先決條件是需要清楚電網的諧波情況,查清周圍用電戶有無大型整流裝置、電弧、煉鋼等能產生諧波的裝置,有無效能不良好的高壓變壓器及高壓電機,盡可能實測一下電網諧波的實際量值,再根據實際諧波量來配置適當的電抗器。鐵芯電抗器電抗線性度不好,有雜訊,空芯電抗器執行無雜訊,線性度好,損耗小。
標準規定空芯電抗器容量在100kvar以下時,每伏安損耗不大於0.03w。例如:
單台12000va電抗率6%的電抗器損耗為360w,三相有功損耗為1080w,這是乙個不小的數字。電網上諧波較小時,採用限流電抗器可節省電能。
4、由於設定了串聯電抗器,減少了系統向併聯電容器裝置或電容器裝置向系統提供短路電流值。
5、可減少電容器組向故障電容器組的放電電流,保護電力電容器。
6、可減少電容器組的湧流,有利於接觸器滅弧,降低操作過電壓的幅值。 7、減小了由於操作併聯電容器組引起的過電壓幅值,有利於電網的過電壓保護。
四、串聯電抗器的選型原則
用電企業都有自身的特點,對裝置有不同的要求,乾式電抗器有噪音小、電抗器的線性度好、機械強度高、安裝簡單等特點;油浸電抗器損耗小、占地面積小、線性度不好、噪音大。因此,採用什麼樣的電抗器應綜合考慮。串聯電抗器主要作用是抑制諧波、限制湧流和濾除諧波。
電抗率是電抗器的主要引數,電抗器的大小直接影響它的作用。
限流電抗器電抗率在0.1-1%,而抑制諧波的電抗器電抗率在4.5%-13%,限流電抗器把湧流限制在電容器額定電流10倍以下為誼。配置限流電抗器時,應考慮線路電抗(1μh/m)。
五、投切電容器時的湧流:
1、單組電容器投入時的湧流
iym=√2 iς[1-√(xς/xl)]
xl=2 iς* xς/( iym-√3* iς)2
ψy=ψ√(xς/xl)
式中iym---合閘湧流最大幅值(峰值)(ka)
iς---組電容器裝置的額定相電流 (a)
xς---組電容器相總額定電抗 (ω)
x_l---系統感抗與串聯電抗器相額定電抗 (ω)
fy ----湧流頻率
μ---電網頻率
2、各電容器組容量相等時按下式
iym=[(m-1)/m]*√[2 000qς/3ωl] (ka)
l=[(m-1)/m]2*[2 000qς/3ωiym2] (μh)
式中qς-單組電容器額定容量 (kvar)
μ---電容器組數
l---電感值 (μh)
ω---角頻率 (314)
iym-峰值電流(ka)
線路電抗xl′=(1μh/μ)
fy=103/[2л√(lcς)]
當電網存在諧波不可忽視時,應採用抑制諧波的電抗器。為了確定合理的電抗率,應查明電網諧波背景含量,以便適當的選用電抗器種類和電抗率。
六按以下方式配備電抗器
1、偶次諧波2、4、6、8……次,諧波對稱互相抵消,因此不於考慮。
2、奇次諧波為3、5、7、11、13次及以上諧波,這些諧波多出自大型整流裝置,電弧、煉鋼、電機車等負荷。當使用者的電網內有這種裝置,就是有諧波源,應測諧波次數及含量,如諧波不超過國家標準,然後計算應配置的電抗器引數。含有3次諧波配置13%的電抗器,含有5次以上諧波配置4.
5%-6%的電抗器,4.5%--6%的電抗器可以覆蓋5次以上諧波。
配置電抗器後應換算是否能產生諧波放大現象,如發生下列情況時應改變電抗器的引數。
七、諧波放大現象的判據
1、配置6%的電抗率可能放大3次諧波,如網路有3次諧波時要配置13%的電抗器。
2、裝設電抗器後能夠產生諧波放大,實測諧波含量,按實際情況配適當的電抗率。
3、電抗器的端電壓為
ud=un ╳電抗率(0.1%—13%)(v)
式中ud---端電壓 (v)
un---電容器額定電壓 (kv)
電抗器的端電壓是指電抗器本身的工作電壓,不是電網電壓,如13%的電抗率,10kv電網電壓,電容器的相電壓為6936v,電抗器的端電壓為6936╳13%=900v。
八、電抗器的品質因數
單通濾波器的串聯電抗器的品質因數是一項重要的指標,一般在30-60之間,應力求品質因數高,也就是電抗器線圈直流電阻盡量小。
q= nxl/rl=(30~60)單通濾波器的品質因數
高通濾波電抗器的品質因數同上,但需加併聯電阻。
rb=√xlxc=bxl=xc/b
九、電抗器的特性
1、鐵芯電抗器
雜訊大、電抗器線性度差、能引起漏磁、區域性過熱,易發生磁飽和,燒毀線圈。系統過壓、過流和諧波的影響,致使鐵芯過飽和電抗值急劇下降,抑制諧波的能力下降,抗短路電流能力低。乾式鐵芯式電抗器除上述缺點外,還不能在室外執行。
2、乾式空芯電抗器
線性度好,無雜訊,過流能力強,散熱能力強,機械結構簡單、堅固,戶內、戶外都可使用,基本上免維護。缺點是體積較大損耗較大。
3、半芯電抗器
半芯電抭器是介於鐵芯電抭器和空芯電抗器之間的一種新型電抭器,在空芯電抗器繞組內加上不閉合磁路的鐵芯,使半芯電抗器具有鐵芯電抗器和空芯電抗器的優點。組成全新的半芯電抗器,半芯電抗器線圏直徑比空芯電抗器直徑小20%電抗器損耗低25%,線性度接近於直線,阻抗不隨電流增加而減小,雜訊低於50db。便於在櫃內安裝,是無功補償比較好的串聯電抗器。
理想的電抗器應是有如下特點:
1、無油 2、無噪音 3、體積小 4、線性度好 5、無漏磁 6、過流能力強
即將來發展方向是乾式半芯磁遮蔽電抗器。
十、串聯電抗器後電容器電壓公升高的情況
有串聯電抗器後電容器端電壓會公升高,其公升高的幅值與串聯電抗器的百分數有關;百分數高,電容器端電壓高,按下錶計算。
串聯電抗器百分率與電容器電壓公升高的關係
十一、為什麼採用百分率計算電抗器
限流電抗器是保證合閘湧流不超過電容器額定電流的十倍,
這樣能降低電抗器的銅耗,減小體積。4.5%-13%的電抗器是抑制諧波的,如果網路諧波較大,如3次、5次、7次、11次及高通諧波都存在,只有用13%的電抗器能抑制3次以上的諧波,如果沒有3次諧波,就可以用6%的電抗器來覆蓋5次以上的諧波,因為高於5次以上的諧波需要的電抗都小於5次諧波的電抗。
無功補償電容器串聯電抗器的選用
關鍵詞 無功補償補償電容器串聯電抗器諧波抑制諧波放大 在高壓無功補償裝置中,一般都裝有串聯電抗器,它的作用主要有兩點 1 限制合閘湧流,使其不超過20倍 2 抑制供電系統的高次諧波,用來保護電容器。因此,電抗器在無功補償裝置中的作用非常重要。然而,串抗與電容器不能隨意組合,若不考慮電容裝置接入處電網...
電抗器的作用
2變頻器用交流進線電抗器有什麼作用?降低主電源諧波 浪湧和峰值電流 提高低頻傳導抗干擾性 保護驅動機構的電力電子元件 提高功率因數 防止主電源的電壓尖脈衝引起的跳閘 3變頻器輸入側交流電抗器的作用是什麼?答 在變頻器的輸入側,功率因數低並不是因為電流滯後形成,而是高次諧波電流形成的。所以要改善功率因...
電抗器的作用
用來限制電網電壓突變和操作過電壓引起的電流衝擊,平滑電源電壓中包含的尖峰脈衝,或平滑橋式整流電路換相時產生的電壓缺陷,有效地保護變頻器和改善功率因數,它既能阻止來自電網的干擾,又能減少整流單元產生的諧波電流對電網的汙染。輸出電抗器主要作用是補償長線 50 200m 分布電容的影響,並能抑制輸出諧波電...