無功補(bǔ)償用串聯(lián)電抗器的性能與作用

無功補(bǔ)償用串聯(lián)電抗器的性能與作用默認(rèn)分類2008-02-2514:07閱讀154評(píng)論0字號(hào)：大中小目前工礦企業(yè)無功補(bǔ)償多采用分組自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償，單組容量多為900kvar以下，一般都將電力電容器，串聯(lián)電抗器及真空接觸器等裝于同一柜內(nèi)，這樣就要求電抗器體積小、性能好、重量輕、便于安裝維護(hù)；現(xiàn)對(duì)無功補(bǔ)償用串聯(lián)電抗器的用途、性能介紹如下。一、串聯(lián)電抗器類種1、油浸式鐵芯電抗器；2、 干式鐵芯電抗器；3、 干式空芯電抗器；4、 干式半芯電抗器；5、干式磁屏蔽電抗器；二、無功補(bǔ)償電抗器用途分為：1、限流電抗器；、抑制諧波電抗器;3、濾波電抗器;三、串聯(lián)電抗器的作用是多功能的，主要有：1、 降低電容器組的涌流倍數(shù)和涌流頻率，便于選擇配套設(shè)備和保護(hù)電容器。根據(jù)GB50227標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)將涌流限制在電容器額定電流的10倍以下，為了不發(fā)生諧波放大（諧波牽引），要求串聯(lián)電抗器的伏安特性盡量為線性。網(wǎng)絡(luò)諧波較小時(shí)，采用限制涌流的電抗器；電抗率在0.1%—1%左右即：可將涌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、便于安裝在電容器柜內(nèi)。采用這種電抗器是即經(jīng)濟(jì)，又節(jié)能。2、 串聯(lián)濾波電抗器，電抗器阻抗與電容器容抗全調(diào)諧后，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(wǎng)的電壓質(zhì)量。濾波電抗器的調(diào)諧度：XL=3L=1/n2XC=AXC式中A一調(diào)諧度（%）XL一電抗值（Q）XC一容抗值（Q）n-諧波次數(shù)L一電感值（pH）3----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(diào)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(wǎng)的諧波情況，查清周圍用電戶有無大型整流設(shè)備、電弧、煉鋼等能產(chǎn)生諧波的設(shè)備，有無性能不良好的高壓變壓器及高壓電機(jī)，盡可能實(shí)測(cè)一下電網(wǎng)諧波的實(shí)際量值，再根據(jù)實(shí)際諧波量來配置適當(dāng)?shù)碾娍蛊?。鐵芯電抗器電抗線性度不好，有噪聲，空芯電抗器運(yùn)行無噪聲，線性度好，損耗小。來源:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定空芯電抗器容量在100KVAR以下時(shí)，每伏安損耗不大于0.03W。例如：?jiǎn)闻_(tái)12000VA電抗率6%的電抗器損耗為360W，M相有功損耗為1080W，這是一個(gè)不小的數(shù)字。電網(wǎng)上諧波較小時(shí)，采用限流電抗器可節(jié)省電能。4、 由于設(shè)置了串聯(lián)電抗器，減少了系統(tǒng)向并聯(lián)電容器裝置或電容器裝置向系統(tǒng)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(hù)電力電容器。6、 可減少電容器組的涌流，有利于接觸器滅弧，降低操作過電壓的幅值。7、 減小了由于操作并聯(lián)電容器組引起的過電壓幅值，有利于電網(wǎng)的過電壓保護(hù)。四、串聯(lián)電抗器的選型原則用電企業(yè)都有自身的特點(diǎn)，對(duì)設(shè)備有不同的要求，干式電抗器有噪音小、電抗器的線性度好、機(jī)械強(qiáng)度高、安裝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)；油浸電抗器損耗小、占地面積小、線性度不好、噪音大。因此，采用什么樣的電抗器應(yīng)綜合考慮。串聯(lián)電抗器主要作用是抑制諧波、限制涌流和濾除諧波。電抗率是電抗器的主要參數(shù)，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%，限流電抗器把涌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(shí)，應(yīng)考慮線路電抗(卻H/M)。五、投切電容器時(shí)的涌流：1、單組電容器投入時(shí)的涌流Iym=V2IZ[1-^(XZ/Xl)]Xl=2IE*XZ/(Iym-鵬*I￡)2Wy=*(X￡/Xl)式中Iym---合閘涌流最大幅值(峰值)(KA)IE---組電容器裝置的額定相電流(A)XE---組電容器相總額定電抗(⑵X_l---系統(tǒng)感抗與串聯(lián)電抗器相額定電抗(0)fy----涌流頻率M---電網(wǎng)頻率2、各電容器組容量相等時(shí)按下式Iym=[(M-1)/M]*寸2000QZ/3wL](kA)L=[(M-1)/M]2*[2000QZ/3wIym2](pH)式中QZ-單組電容器額定容量(kvar)M---電容器組數(shù)L---電感值(ph)3---角頻率(314)lym-峰值電流(ka)線路電抗XL'=(1pH/M)fy=103/[2*(LCZ)]當(dāng)電網(wǎng)存在諧波不可忽視時(shí)，應(yīng)采用抑制諧波的電抗器。為

了確定合理的電抗率，應(yīng)查明電網(wǎng)諧波背景含量，以便適當(dāng)?shù)倪x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(duì)稱互相抵消，因此不于考慮。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設(shè)備，電弧、煉鋼、電機(jī)車等負(fù)荷。當(dāng)用戶的電網(wǎng)內(nèi)有這種設(shè)備，就是有諧波源，應(yīng)測(cè)諧波次數(shù)及含量，如諧波不超過國家標(biāo)準(zhǔn)，然后計(jì)算應(yīng)配置的電抗器參數(shù)。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。配置電抗器后應(yīng)換算是否能產(chǎn)生諧波放大現(xiàn)象，如發(fā)生下列情況時(shí)應(yīng)改變電抗器的參數(shù)。七、諧波放大現(xiàn)象的判據(jù)類型等值電路圖陽算為單相電路）發(fā)生條件的判斷式放大星諧波電流電源伽放大nXL-Xc/n<jO|疆二 (nXs+nXL-Xc/n)I>1敢大了母統(tǒng)電壓正弦波畸變率,不許出現(xiàn)負(fù)荷過電施電容器側(cè)］敢大iiXL-Xc/T|<jOInV〔噸+nXL-xc/n)|>1敢大了母統(tǒng)電壓正弦波畸變率,電容囂蛆過負(fù)荷,不許出現(xiàn)電容器組過電流并聯(lián)諧振rd(L-Xc/rL<0電容器組及負(fù)荷母統(tǒng)上正弦波畸變率絕對(duì)避免出現(xiàn)1、 配置6%的電抗率可能放大3次諧波，如網(wǎng)絡(luò)有3次諧波時(shí)要配置13%的電抗器。2、 裝設(shè)電抗器后能夠產(chǎn)生諧波放大,實(shí)測(cè)諧波含量，按實(shí)際情況配適當(dāng)?shù)碾娍孤省?、電抗器的端電壓為UD=UNX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(wǎng)電壓，如13%的電抗率，10KV電網(wǎng)電壓，電容器的相電壓為6936V,電抗器的端電壓為6936X13%=900V。八、電抗器的品質(zhì)因數(shù)單通濾波器的串聯(lián)電抗器的品質(zhì)因數(shù)是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，一

般在30-60之間，應(yīng)力求品質(zhì)因數(shù)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(zhì)因數(shù)。高通濾波電抗器

的品質(zhì)因數(shù)同上，但需加并聯(lián)電阻。Rb=VXLXC=BXL=XC/B九、電抗器的特性

1、鐵芯電抗器噪聲大、電抗器線性度差、能引起漏磁、局部過熱，易發(fā)生磁飽和，燒毀線圈。系統(tǒng)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。干式鐵芯式電抗器除上述缺點(diǎn)外，還不能在室外運(yùn)行。2、干式空芯電抗器線性度好，無噪聲，過流能力強(qiáng)，散熱能力強(qiáng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

單、堅(jiān)固，戶內(nèi)、戶外都可使用，基本上免維護(hù)。缺點(diǎn)是體積較大損

耗較大。3、半芯電抗器半芯電抗器是介于鐵芯電抗器和空芯電抗器之間的一種新型電抗器，在空芯電抗器繞組內(nèi)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(yōu)點(diǎn)。組成全新的半芯電抗器，半芯電抗器線圈直徑比空芯電抗器直徑小20%電抗器損耗低25%線性度接近于直線，阻抗不隨電流增加而減小，噪聲低于50db。便于在柜內(nèi)安裝，是無功補(bǔ)償比較好的串聯(lián)電抗器。理想的電抗器應(yīng)是有如下特點(diǎn)：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(qiáng)即將來發(fā)展方向是干式半芯磁屏蔽電抗器。十、串聯(lián)電抗器后電容器電壓升高的情況

有串聯(lián)電抗器后電容器端電壓會(huì)升高，其升高的幅值與串聯(lián)電抗器的百分?jǐn)?shù)有關(guān)；百分?jǐn)?shù)高，電容器端電壓高，按下表計(jì)算。串聯(lián)電抗器百分率與電容器電壓升高的關(guān)系111口盤J1.0%4.5%5%6%12%13%11+nJ11001J1.011.0451.051.061.121.131UfJ10011.011.0471.05261.06381.13641.1494十一、為什么采用百分率計(jì)算電抗器限流電抗器是保證合閘涌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(wǎng)絡(luò)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