电力
电容器和与之配套的串联电抗器在电力系统中的无功补偿、降低线损
以及限制合闸涌流与高次
谐波方面的作用已被国内外运行实践所证实。由于电抗器高次谐波电流含量与
电网
谐波源状况、阻抗参数和电容器装置回路阻抗参数有关,因此在实际应用中电抗率的取值是不同的。这就要求我们在设计中要有针对性。以免出现不必要的问题。
2.无功补偿柜电抗器合闸涌流
合闸涌流问题之所以引人注意,是因为它对电力系统和用户产生多方面的不利影响。有时会造成设备损坏和系统事故。
电容器投运合闸时产生的合闸涌流一般分两种情况:第一种是单组电容器的合闸涌流,此种合闸涌流一般都小于
开关设备允许的最大合闸涌流,故一般不采取限制涌流措施;第二种是已有一组或多组电容器在运行,再投入另一组时的合闸涌流。实践证明,此合闸涌流可以达到电容器组的额定电流的20~250倍。其放电电流值为:信息请登陆:输
配电设备网
I=√U/XLXC=√QC/XL(1)
式中:XC-电容器的容抗;
XL-电路的感抗;
由式(1)可知,在电容器回路中装设串联电抗器,增大电路的感抗,I将减小。如串联电抗器选择恰当,便可将涌流限制在允许的范围之内。
3.无功补偿柜电抗器高次谐波及电抗率的选择
在电力系统中,
电气设备所产生的高次谐波电流将引起系统中电压波形的畸变,是对电网的一大公害,它将严重影响电容器组的正常运行。由此也必须采取加装串联电抗器的办法对高次谐波加以抑制。众所周之,传入电抗器后,对基波来讲不会有大的影响,但对谐波来说却有较大的影响。这些非正弦波形可以用数学
分析的方法分解成工频的基波和各种倍数频率的谐波。但对电容器来讲,一般不存在偶次倍数的谐波。因此主要考虑3、5、7、9、11、13等次谐波的影响。在这些高谐波中以5次谐波最显著。如某系统电压波形包括基波和5次谐波(其它高次谐波占的比例很小)。基波电压与额定电压相等,而5次谐波电压值为额定电压的26.45%.在这种情况下经过计算可得出电容器组3.4%,过电流65.6%,电容器的无功出力过负荷35%。
由上可知,高次谐波严重影响电容器组的正常运行,因此必须采取相应的措施以降低谐波分量,抑制母线电压的畸变,减小谐波过电流。
In=En/nXB+(nXL-XC/n)(2)
起主要作用的是3、5、7、11等次谐波。在式(2)中,若使nXL-XC/n=0,
则当n=3时,XL=0.11XC
则当n=5时,XL=0.04XC
则当n=5时,
XL=0.02XC
从式(2)可以看出,当nXL-XC/n>0即电容器组回路呈感性时,可使谐波电流减小,因此
抑制谐波电流的电抗值应满足nXL-XC/n>0的条件,又考虑到电抗值应有一定余量,工程上常取可靠系数为1.5,因此串联电抗器的电抗值应按下式选取:
XL=aXC(3)
如限制5次谐波电流,则应取:
XL=1.5(0.04XC)=0.06XC
则:XL/XC=0.06
式中0.06为限制5次谐波电流时,电抗器工频额定电抗XL与电容器工频额定容抗XC的比值,称为电抗率,用字母K表示。
即:K=XL/XC(4)
在5次谐波时,由式(4)可知,电抗率K=6%时,才能补偿支路的5次以上谐波电抗呈感性,才能有效地抑制高次谐波,并将合闸涌流限制在5倍额定电流左右。
无功补偿柜电抗器额定电抗率信息请登陆:输配电设备网
XL=0.1%~1%×c—不考虑谐波影响,仅需抑制合闸涌流
XL=4.5%~6%×c—限制5次以上高次谐波的影响
XL=12%~13%×c—限制3次以上高次谐波的影响信息请登陆:输配电设备网
额定频率:用于50Hz和60Hz电力系统中
4.无功补偿柜电抗器结束语
随着
电力工业的迅速发展,为节约能源,改善供电品质,提高无功补偿水平。在电容器组中采用串联电抗器是一种行之有效的好办法,但要注意现场应用条件,按现场条件与要求进行设计才能达到预期的效果。若主要是为限制谐波,其电抗率宜按6%来选择串联电抗器;若主要是为限制涌流和短路电流其电抗率宜选0.2%~1%的空心式电抗率,才能式涌流和谐波得到较好的抑制
这些知识掌握了,基本就
了解了电抗器在无功补偿中的应用了。