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串入電抗器後,電容器端電壓及補償容量的變化
來源:www.gpsbdx.com 發布時間:2019/2/11 9:04:26

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串聯電抗器的正確選擇
要正確選用電抗器,首先要了解所在電網諧波情況,或經測量(這對新建單位是不現實的)或根據電網結構,用電設備情況,預測電網諧波情況,然後再決定電抗器的參數。電抗器選擇原則是,若想兼有濾除某次諧波作用,應使電抗與電容接近串聯諧振,而達到諧振的條件是電抗與容抗相等,即nXL=Xc/n ,XL=Xc/n2 式中,n為諧波次數,XL·Xc為電抗器與電容器工頻電抗。
串入電抗器後,電容器端電壓及補償容量的變化
由於係統電壓不變,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。由於電抗率是電抗器電抗值與電容器容抗值之比的百分數,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,電抗器及係統電壓)
  Uc-kUc=UN
  Uc(1-k)=UN
  Uc=UN/(1-k)
由此可見,串電抗後,電容器電壓升高非1+k倍,而是1/(1-k),這樣,串入電抗後,電容器端電壓升高,其升高倍數如表所示。
電抗率K
0.1%
1%
4.5%
5%
6%
7%
12%
13%
電容器電壓升高倍數
1.001
1.01
1.047
1.0526
1.0638
1.075
1.136
1.149
由於電抗器吸收電容器所產生的無功補償功率,造成電容器向電網無功補償能力減弱。由於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的電容器。這樣組合下來,實際電壓又不一定正巧與所選電容器額定電壓一級,一般都小於電容器額定電壓。由於電容器在小於額定電壓下運行,實際補償容量又低於電容器銘牌所標容量,真是一環扣一環,是一個比較複雜的係統工程了。為說明上述問題,現舉例如下:
某項目,係統電壓UN=400v.每回路補償電容器為30Kvar,串入電抗率K=7%,求:電容器運行時實際電壓,如何選擇電容器額定電壓及實際補償容量。計算步驟為:
1)  電容器實際承受電壓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),電抗器實際壓降為UL=430v-400v=30v,或UL=kUc=7%*430=30v。
2)  額定電壓480v電容器,實際承受電壓為430v,實際生產的無功功率為額定無功的(430/480)2=0.8025倍。自身發出的無功Q=30*0.8025=24.075(Kvar)
3)  電抗器吸收電容器發出的無功功率的7%
4)  電容器實際向電網發出額定功率的0.8025*(1-7%)=0.7463倍,即30*0.7463=22.39(Kvar)
5)  電容器串入電抗器後實際電流
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.實際運行時,承受電壓為430v。
實際電流為I=IN*(430/480)=36.1*(430/480)=32.3A
或者I=Q/(*0.43)=24.075/(*0.43)=32.3A
這樣,選擇回路導體及投切元件隻能按32.3A選擇,不能按係統電壓400V,電容器30Kvar求得。對於額定電壓400V,容量30Kvar的電容器,其電流都為I=30/(*0.4)=43.3A.
通過上述事例,可以看出串電抗器並聯補償電容器回路,各參數要通過計算求得。到底補償多少,有沒有達到設計要求,要有明確的交代。目前設計單位隻要求電抗器,其它不再過問,即電氣成套廠更加隨意,為節約投資,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。電容器櫃銘牌上的補償容量按各電容器銘牌容量之和,這樣一樣來和實際情況差別太遠了。

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