直流電抗器DCL-1000

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最后更新：	2013-04-03 17:31:44
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上海昌日電子科技有限公司
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產(chǎn)品詳細(xì)說(shuō)明

直流電抗器DCL-1000　　目前所用的配電變壓器高壓側(cè)多接成“Δ”型，這樣三次諧波因相序相同，即零序的感應(yīng)的三次諧波電流在三角形繞組內(nèi)環(huán)流，不易竄入電網(wǎng)。磁路過(guò)飽和而產(chǎn)生的諧波類(lèi)似六脈動(dòng)整流回路，主要產(chǎn)生6K±1次諧波，多為5次，7次，11次等。據(jù)有關(guān)人員實(shí)測(cè)表明，電力機(jī)車(chē)及電弧爐供電系統(tǒng)3?
　　諧波造成的設(shè)備過(guò)載及線路損耗增加，降低了輸電能力，高次諧波電流又引起系統(tǒng)電壓畸變，從而影響其它設(shè)備的正常工作。
　　對(duì)于低壓電網(wǎng)的補(bǔ)償用電力電容器，危害更為嚴(yán)重。深圳某電子廠，由于低壓電網(wǎng)諧波，接入的并聯(lián)補(bǔ)償電容器，運(yùn)行不到一周，皆鼓肚損害，其接頭及投切用接觸器接線端子燒蝕熔化冒火，電氣值班人員只得采用電氣用手提滅火設(shè)備進(jìn)行滅火，然后退出運(yùn)行。電容器生產(chǎn)廠家親赴現(xiàn)場(chǎng)用諧
　三、??? 串聯(lián)電抗器的作用
　　低壓電網(wǎng)并聯(lián)電容器補(bǔ)償回路串聯(lián)電抗器的作用
　　電抗器作用為：
1)? 限制電容器投入時(shí)合閘涌流
　　　當(dāng)電容器投入的瞬間，由于電容器無(wú)充電，無(wú)反向電勢(shì)，合閘瞬間，如同短路，只有線路的阻抗起限制電流作用，因此瞬時(shí)電流可達(dá)額定電流的百倍以上，不過(guò)時(shí)間短促，僅持續(xù)毫秒或微秒級(jí)。由于接入電網(wǎng)的電容器為多組組合，當(dāng)投入或切除任一組電容器時(shí)，其它運(yùn)行的電容器會(huì)向投切?
2)? 防止電網(wǎng)諧波放大及諧振的發(fā)生
3)? 限制操作過(guò)電壓
4)? 限制短路電流
　　當(dāng)電容器發(fā)生短路故障時(shí)，能限制系統(tǒng)向電容器短路點(diǎn)注入短路電流。當(dāng)系統(tǒng)其它地方發(fā)生短路或電抗器電源側(cè)發(fā)生短路時(shí)，能限制電容器向系統(tǒng)的反饋電流。
5)? 抑制流向電容器的高次諧波，使之不使電容器過(guò)電流損壞。
　　　眾所周知，諧波次數(shù)越高，電容器呈現(xiàn)的阻抗越低，這樣造成大量諧波電流涌入。若不采取措施，如對(duì)電網(wǎng)采取諧波控制或串聯(lián)電抗器，電容器很難勝無(wú)功補(bǔ)償作用，很快由于涌波涌入造成過(guò)流而損壞。
6)? 對(duì)某次諧波來(lái)說(shuō)，串聯(lián)電抗器與電容器的組合，只要合理搭配，可起到濾除部分某次諧波的作用。
　　　需要指出的，濾除某次部分諧波，只是補(bǔ)償回路的一點(diǎn)附加作用，絕不能作為濾波器使用，否則，則影響了無(wú)功補(bǔ)償?shù)某踔浴?br /> 　　　有人會(huì)疑問(wèn)，不是防止電容器過(guò)流，要限制電容器諧波涌入嗎，怎么又允許某次諧波容易涌入呢？問(wèn)題很容易解答，電容器允許使用在電流達(dá)1.35倍額定電流下長(zhǎng)期工作，可充分挖掘這部分潛力，讓它兼有一點(diǎn)濾波的作用。另外，電抗器與電容器要合理搭配，不得使電抗器與電容器發(fā)生串%
四、??? 串聯(lián)電抗器的正確選擇
　　　要正確選用電抗器，首先要了解所在電網(wǎng)諧波情況，或經(jīng)測(cè)量（這對(duì)新建單位是不現(xiàn)實(shí)的）或根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，用電設(shè)備情況，預(yù)測(cè)電網(wǎng)諧波情況，然后再?zèng)Q定電抗器的參數(shù)。電抗器選擇原則是，若想兼有濾除某次諧波作用，應(yīng)使電抗與電容接近串聯(lián)諧振，而達(dá)到諧振的條件是電抗與容抗相
1.? 如果電網(wǎng)清潔，各高次諧波含量很少，可選擇電抗率K為0.1%-1%。這樣，電抗體積小，成本低，但能限制合閘涌流為額定電流的10倍以內(nèi)。
2.? 如果電網(wǎng)3次諧波突出，除限制涌流外，尚能濾除部分3次諧波，以便清潔電網(wǎng)。選擇的原則是，即使電容電抗接近諧振，但不能達(dá)到諧振。
如果達(dá)到諧振，對(duì)3次諧波而言，
3XL=Xc/3, XL=Xc/9=0.111Xc
對(duì)于5次諧波XL=Xc/25=0.04Xc
對(duì)于7次諧波XL=Xc/49=0.0204Xc
對(duì)于9次諧波XL=Xc/81=0.012Xc
對(duì)于11次諧波XL=Xc/121=0.0083Xc
　　　上述各式中，XL及Xc為基波（工頻）情況下，電抗器及電容器的阻抗。滿足上述條件是電抗與電容發(fā)生諧振的條件，選用時(shí)以不得發(fā)生諧振為前提，但不使諧波被放大，應(yīng)使回路呈感性。
　　現(xiàn)引入一個(gè)參數(shù)，即電抗率K，它是串聯(lián)回路的電抗器的電抗與電容器的容抗之比的百分?jǐn)?shù)，即K=XL/XC%
　　由此可見(jiàn)，發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，分別對(duì)3次，5次，7次，9次及11次諧波，電抗率分別為11.1%，4%，2.04%，1.2%及0.83%。
　　但選擇電抗器電抗率時(shí)，不但要接近諧振頻率，還要使回路呈感性。這樣一來(lái)，若電網(wǎng)3次諧波突出，選電抗率K為12%-13%。若5次諧波突出，選K為4.5%-7%。若5次與3次均突出，選取電容器組分別串電抗率K為4.5%-7%及12%-13%的電抗器。
　　至于電抗器的容量，它等于所串電容器容量乘以電抗率，即QL=KQC。一般說(shuō)來(lái)，只要給出所接電容器容量及額定電壓，及要求的電抗器電抗率。至于電抗器額定絕緣電壓、容量及額定電流等參數(shù)，由電抗器制造廠自行合理地解決了，不必要求用戶提供其它要求參數(shù)。
五、??? 串入電抗器后，電容器端電壓及補(bǔ)償容量的變化
　　由于系統(tǒng)電壓不變，而電抗器壓降又與電容器上壓降剛好相位相反，這樣必然造成電容器端電壓升高。由于電抗率是電抗器電抗值與電容器容抗值之比的百分?jǐn)?shù)，電抗器上的壓降必然為電容器上的壓降乘以電抗率了。
　　即Uc-UL=UN (Uc,UL,UN分別為電容器，電抗器及系統(tǒng)電壓)
　　 Uc-kUc=UN
　　 Uc(1-k)=UN
　　 Uc=UN/(1-k)
　　由此可見(jiàn)，串電抗后，電容器電壓升高非1+k倍，而是1/（1-k），這樣，串入電抗后，電容器端電壓升高，其升高倍數(shù)如表所示。
電抗率K 0.1% 1% 4.5% 5% 6% 7% 12% 13%
電容器電壓升高倍數(shù) 1.001 1.01 1.047 1.0526 1.0638 1.075 1.136 1.149
　　由于電抗器吸收電容器所產(chǎn)生的無(wú)功補(bǔ)償功率，造成電容器向電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償能力減弱。由于串電抗造成電容器端電壓升高，必須采用適合此電壓的電容器，即選用較高電壓等級(jí)的電容器。這樣組合下來(lái)，實(shí)際電壓又不一定正巧與所選電容器額定電壓一級(jí)，一般都小于電容器額定電壓。由于電
　　某項(xiàng)目，系統(tǒng)電壓UN=400v.每回路補(bǔ)償電容器為30Kvar，串入電抗率K=7%，求：電容器運(yùn)行時(shí)實(shí)際電壓，如何選擇電容器額定電壓及實(shí)際補(bǔ)償容量。計(jì)算步驟為：
1)? 電容器實(shí)際承受電壓Uc=UN/(1-k)=400/(1-7%)=430v
　　　選擇電容器額定電壓為480v（選440v，450v的也能滿足要求），電抗器實(shí)際壓降為UL=430v-400v=30v，或UL=kUc=7%*430=30v。
2)? 額定電壓480v電容器，實(shí)際承受電壓為430v，實(shí)際生產(chǎn)的無(wú)功功率為額定無(wú)功的（430/480）2=0.8025倍。自身發(fā)出的無(wú)功Q=30*0.8025=24.075（Kvar）
3)? 電抗器吸收電容器發(fā)出的無(wú)功功率的7%
4)? 電容器實(shí)際向電網(wǎng)發(fā)出額定功率的0.8025*（1-7%）=0.7463倍，即30*0.7463=22.39（Kvar）
5)? 電容器串入電抗器后實(shí)際電流
　　　如上述的例子，30Kvar電容器，額定電壓480v，額定電流為IN=30/(*0.48)=36.1A.實(shí)際運(yùn)行時(shí)，承受電壓為430v。
實(shí)際電流為I=IN*(430/480)=36.1*(430/480)=32.3A
或者I=Q/(*0.43)=24.075/(*0.43)=32.3A
　　　這樣，選擇回路導(dǎo)體及投切元件只能按32.3A選擇，不能按系統(tǒng)電壓400V，電容器30Kvar求得。對(duì)于額定電壓400V，容量30Kvar的電容器，其電流都為I=30/(*0.4)=43.3A.
　　　通過(guò)上述事例，可以看出串電抗器并聯(lián)補(bǔ)償電容器回路，各參數(shù)要通過(guò)計(jì)算求得。到底補(bǔ)償多少，有沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，要有明確的交代。目前設(shè)計(jì)單位只要求電抗器，其它不再過(guò)問(wèn)，即電氣成套廠更加隨意，為節(jié)約投資，電抗率選用電抗率寧低勿高，寧選鐵芯電抗器而不選空芯電抗器。至訓(xùn)6?#鰲
六、??? 嚴(yán)防補(bǔ)償電容器對(duì)諧波放大
　　接入母線的無(wú)功補(bǔ)償用電容器，電容電抗系統(tǒng)能與電力系統(tǒng)組成并聯(lián)諧振回路。如果某次諧波電流頻率，電容電抗會(huì)流過(guò)很大的諧振電流，可達(dá)原有電網(wǎng)諧波電流數(shù)十倍，電容器端電壓也產(chǎn)生很高過(guò)電壓，此種情況稱(chēng)為諧波放大。
　　當(dāng)系統(tǒng)存在諧波時(shí)，并聯(lián)補(bǔ)償用電容器支路串入電抗器，而系統(tǒng)若忽略電阻，則安全呈感性，可用等效電感表示。等效電路圖見(jiàn)圖一。
　　　　　　　　　　
　　　圖一. 等效阻抗圖
　　圖中In為系統(tǒng)某次諧波電流，也看作由一恒流源發(fā)出，L2為系統(tǒng)等值電感，L1為電容器所串電抗器電感，C為補(bǔ)償電容的電容。流入系統(tǒng)的諧波電流為Ins，流入電容器的諧波電流為Ins，由此可得
　　　Ins=In*（jωL1+1/jωc）/(jωL1+1/jωc+jωL2)
　　　 =In/﹛1-[ωL2/﹙1/ωc-ωL1﹚]﹜
　　如果ωL2/(1/ωc-ωL1)=1時(shí)，Ins→∞
　　即1/ωc-ωL1=ωL2時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)的某次諧波被放大至無(wú)窮大。
　　L2是系統(tǒng)參數(shù)，不能人為變動(dòng)，為避免諧波被放大，所選電容器與所串電抗器參數(shù)應(yīng)合理搭配。從上式也可看出，只要1/ωc-ωL1 ﹤0，即電容器串聯(lián)電抗器回路只要對(duì)某次諧波呈感性，此諧波就不會(huì)被放大進(jìn)入系統(tǒng)，流入系統(tǒng)的諧波小于原有系統(tǒng)存在的諧波，也就是說(shuō)，串聯(lián)電抗器回路有

2諧波電抗器（單相或三相）
在電網(wǎng)或電氣設(shè)備中含有高次諧波的成分，使正弦波的波形發(fā)生畸變，會(huì)使用電設(shè)備產(chǎn)生附加的損耗，使機(jī)箱內(nèi)的溫度升高，所以要將此諧波分量吸收掉，改善供電質(zhì)量，諧波成分有：三次諧波，即150Hz的成分約占30％，五次諧波，即250Hz的成分約占10％，而七次諧波僅占5％。
吸收回路采用LC串聯(lián)諧振，諧振頻率與諧波頻率相等時(shí)，當(dāng)XL=XC時(shí)回路阻抗Z＝R2+(XL-XC)
由于諧振頻率f等于諧波分量時(shí)，在此一頻率上的阻抗Z＝R，R為回路中的電阻，因此阻抗Z＝0,即可對(duì)此諧波頻率進(jìn)行短路，但對(duì)主回路50Hz是沒(méi)有影響的，但是諧波成分是三、五、七、九、十一次之多，所以對(duì)不同頻率需要設(shè)備不同的吸收回路，好在九、十一次的諧波分量按級(jí)數(shù)遞減，可以忽略不計(jì)，因此在電氣設(shè)備中，大多只設(shè)備五次、七次LC吸收回路，三次諧波分量雖很大，但因LC吸收回路的頻率與主頻50Hz比較接近，一般不設(shè)置三次LC吸收回路，只有在鐵磁諧振式穩(wěn)壓器中，設(shè)置三次和五次吸收回路，以改善波形失真。
各次吸收回路的LC參數(shù)，以供大家參考！見(jiàn)圖4。

在整流電路中，交流電經(jīng)整流后變?yōu)槊}動(dòng)直流電，除了蓄電池充電或電鍍等可直接使用外，其它電子、電器設(shè)備對(duì)脈動(dòng)直流電要經(jīng)過(guò)濾波后，將紋波電壓減到最小才能使用，而用濾波振流圖的π形濾波效果更好，輸出直流電壓的波動(dòng)更小，見(jiàn)圖7所示。濾波振流圖的特性有二種，一種是線性振流圈，即通過(guò)直流電流變化時(shí)，電感量基本上不變化，另一種稱(chēng)為搖擺振流圈，即通過(guò)電流大時(shí)電感量小，通過(guò)電流小時(shí)電感量大
6其它電抗器
高壓電網(wǎng)上用的限流空心電抗器，大型電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)電抗器、電爐用的匹配電抗器、三相均衡電流用的均流電抗器、雷達(dá)用的儲(chǔ)能電抗器、還有分裂電抗器、試驗(yàn)電抗器等很多用途。

電抗器的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：
IEC289《電抗器》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)1987年版。
GB10229-88電抗器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
JB9644-1999半導(dǎo)體電氣件動(dòng)用電抗器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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