抑制諧波電抗器參數(shù)計算

抑制諧波電抗器參數(shù)計算摘要：本文討論了抑制諧波電抗器電抗率的物理意義及電容器串聯(lián)電抗器后對電容器回路的影響。給出了串聯(lián)電抗器參數(shù)推薦值。關鍵詞：抑制諧波電抗器電容器由于電容器的容抗與頻率成反比，補償用并聯(lián)電容器對諧波電壓最為敏感。諧波電壓加速電容器老化，縮短使用壽命。流過電容器的諧波電流，會使電容器過負荷及出現(xiàn)不容許的溫升。特別嚴重的是，當電容器組與系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振時，電流成倍增加，致使開關跳閘、熔斷器熔斷。電容器無法發(fā)運行。為了抑制諧波對電容器的危害，也為了避免并聯(lián)諧振的發(fā)生，比較簡單的方法是在電容器上串聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器的電抗率按背景諧波次數(shù)選取。當電容器接入電網(wǎng)處的背景諧波為5次及以上時，宜取4.5%?6%；當電容器接入電網(wǎng)處的背景諧波為3次及以上時，宜取12%。本文針對電抗率6%的串聯(lián)電抗器有關參數(shù)計算分述如下：1電抗率電抗率是指串聯(lián)電抗器的相感抗xln占電容器相容抗xcn的百分比。電容器相容抗XCN按下述方法計算：電容器回路中，線電流 1=QCUUx=UXqXCN式中 QC_一電容器容量varUX—電網(wǎng)線電壓V得出X=U2/QCNXC2電抗率的物理意義在電抗器電容器串聯(lián)回路中，電抗器的感抗Xln與諧波次數(shù)成正比；電容器容抗xcn與諧波次數(shù)成反比。為了抑制5次及以上諧波，則要使5次及以上諧波器串聯(lián)回路的諧振次數(shù)小于5次。這樣，對于5次及以上諧波，電抗器電容器串聯(lián)回路呈感性，消除了并聯(lián)諧振的產(chǎn)生條件；對于基波，電抗器電容器串聯(lián)回路呈容性，保持無功補償作用。如電抗器電容器串聯(lián)回路在n次諧波下諧振，則：nXLN=XCN/n 降=JXcn，Xln式中Xcn/Xln為電抗率的倒數(shù)，不同的電抗率對應不同的諧振次數(shù)或不同的諧振頻率。見下表：

電抗率諧振次數(shù)諧振頻率(Hz)4.5%4.71235.55%4.47223.55.5%4,262136%4.08204本人認為，電器抗率以取6%為宜，可避免因電抗器、電容參數(shù)的制造誤差或運行中參數(shù)變化而造成對5次諧波的諧振。當電容器接入處，電網(wǎng)被污染嚴重，電抗率要另行計算。3串聯(lián)電抗器后，對電容器回路的影響3.1電容器端電壓升高電容器串聯(lián)電抗器后，電容器端電壓會升高。為了便于分析，畫出電流、電壓向量圖如下：ElnUCNUElnUCNUXN以電流I為基準，電抗器上壓降Uln超前電流900,電容器上壓降UCN滯后電流900.兩者相差1800。外加電壓Uxn為兩者向量和。從圖中看出：Ucn-Uln如XN如電抗器電抗率為6%，則Uln=0.06UcnUxn=(1-0.06)UcnUcn=Uxn/(1-0.06)=L064UXN電容器串聯(lián)電抗率為6%電抗器后,電容器端電壓為電網(wǎng)電壓的1.064倍。并聯(lián)電容器允許長期運行在1.1倍額定電壓下。因此，電容器端電壓升高6.4%是可以承受的。如電抗器電抗率為12%，電容器端電壓升高13.6%。在400V電網(wǎng)中，不能使用額定電壓400V的電容器，可以使用額定電壓440V的電容器;或使用允許長期運行在1.2倍額定電壓下的電容器。3.2回路電流電容器串聯(lián)電抗器后，回路電流也將增大。電容器串聯(lián)電抗率為6%電抗器后,電容器端電壓為電網(wǎng)電壓的1.064倍，回路電流增加至原電容器電流的1.064倍。在選配熔斷器及熱繼電器時，要把電流的增加考慮進去。3.3無功功率補償容量電容器串聯(lián)電抗器后，無功功率補償容量是增加還是減少？電容器端電壓升高無疑會增加無功功率補償容量；串聯(lián)電抗器又要消耗容性無功功率。電容器串聯(lián)電抗器后，實際無功功率補償容量定量分析如下：電容器無功功率補償容量QC’Qc’=(Ucn/Uxn)2Qc=(1-064Uxn/UXN)2Qc=1.13Qc電抗器消耗容性無功功率qlQl=312XLN=3(L064Uxn/XCN)2(°.06Xcn)=1.0642d0.06“3U2xn/Xcn)=0.068QC實際無功功率補償容量：QC-QL=(1.13-0.068)QC=1.062Qc從上式看出，電容器串聯(lián)電抗器后，無功功率補償容量不但沒有減少，反而增加6.2%。4串聯(lián)電抗器參數(shù)的標注在低壓系統(tǒng)中，一般選用進線電抗器做為串聯(lián)電抗器來使用，但電抗器參數(shù)要重新計算，并把電抗器參數(shù)標注在設計圖紙上。電抗器額定電流IDK應大于回路電流，回路電流見3.2。推薦取1.2倍電容器額定電流。電抗器電感量 L=XLN/w電抗器電感量不易測量，而且鐵芯電抗器電感量對電流不是線性關系，因而，確定電抗器電感量宜用電抗器額定電流IDK下、電抗器上的壓降來標注。電抗器上的壓降Udk=IdkXln5低壓400V電網(wǎng)中，常用電容器的串聯(lián)電抗器按電抗率6%計算的參數(shù)推薦值見下表電容器容量(kvar)121415161820304060電抗器感抗(G)0.80.6860.640.60.530.480.320.240.16電抗器電流(A)2023252730335067100電抗器壓降(V)1615.81616.21615.81616166最后說明串聯(lián)電抗器