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电子测量变压器低压侧并联电容器的励磁涌流抑制方法研究杜力民，曾耀吾(国网湖南省电力公司怀化供电分公司，湖南怀化，418000 )摘要：变压器空载合闸时，由于线圈绕组剩磁及铁芯非线性特性作用，导致变压器产生很大的励磁涌流。
励磁涌流会经常导致差动保护误 动作，从而影响电力系统的运行可靠性及运行质量。
建立并分析变压器低压侧并联电容器数学模型，在MATLAB/SIMUUNK中建立变压器 空载合闸的仿真模型，分析仿真结果与理论分析相符。
为深入研究抑制变压器励磁涌流提供了一定的依据。
关键词：变压器；空载合闸；励磁涌流；MATLAB/SIMUUNK;电容器0前言变压器空载投入运行或切除外部故障后重新恢复运行 过程时，绕组线圈中的剩磁所产生的磁场与流过线圈电流产 生的磁场会相互作用，两者将导致铁芯中的磁通量瞬间增 大，变压器铁芯将迅速达到饱和状态，变压器铁芯一旦达到 饱和状态，励磁电抗值将急剧减小，因而产生很大的励磁电 流，此过程称为励磁涌流。
当变压器不带负荷合闸时，在低压侧并联接入一个电容 器可以抑制变压器铁芯的饱和，阻止励磁电抗迅速变小。
变 压器铁芯未能达到饱和状态，则励磁阻抗不会急剧减小，此 过程中产生的励磁电流不会急剧增大。
1变压器低压侧并联电容器的数学模型通过对变压器数学模型分析可得出其高压绕组与低压 绕组电阻的T型等效电路图[1]，如图1 (a)所示。
图中Lla 为一次侧高压漏电感，L2a为二次侧低压绕组折算到一次侧 高压侧的漏电感，LM为励磁电感，r i为一次侧绕组电阻，4为二次侧绕组折算到_次侧的电阻。
Lla、L2a与LM相比，可以忽略不计。
因此，为了便于计算分析，忽略Lla、L2a，同时铁心损耗比较小，不在数学模型中提现。
在以上假设条 件下，可以得到简化后的等效电路图如图1 (b)所示。
如果在变压器二次侧并联一个电容器，如图2所示，当电容器大小为某一值时，励磁电感与其在工频下发生并联 谐振，此时励磁阻抗相对于无穷大，以达到抑制励磁电流急 剧增大的目的。
电容器主要参数、基本公式以及参数计算！电容器主要参数、基本公式以及参数计算！电容器的主要参数有标称电容量和容差、额定电压、绝缘电阻、损耗率，这些参数主要由电容器中的电介质决定。
电容器产品标出的电容量值。
云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下);纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中(大约在0.005μF ~1.0μF);通常电解电容器的容量较大。
电容器主要参数1、标称电容量和容差标称电容量是标在电容器上的电容量。
电容器实际电容量与标称电容量的偏差称容差。
某一个电容器上标有220nJ，表示这个电容器的标称电容量为220nF，实际电容量应220nF±5%之内，此处J表示容量误差为±5%。
若J改为K，表示误差为±10%;改为M表示误差为±20%。
2、额定电压在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。
3、绝缘电阻理想的电容器，在其上加有直流电压时，应没有电流流过电容器，而实际上存在有微小的漏电流。
直流电压除以漏电流的值，即为电容器的绝缘电阻。
其典型值为100 MΩ到10000MΩ。
现在CL11、CBB22等塑料薄膜电容器的绝缘电阻值可达到5000MΩ以上。
电容器的绝缘电阻是一个不稳定的电气参数，它会随着温度、湿度、时间的变化而变化。
绝缘电阻越大越好。
4、损耗率电容器的损耗率是电容器一周期内转化成热能的能量与它的平均储能的比率，通常用百分数表示。
电容器转化成热能的能量主要由介质损耗的能量和电容所有的电阻所引起的能量损耗，在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏电阻损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏电阻有关，而且与周期性的极化建立过程有关。
阻容降压原理和计算公式(转)7推荐阻容降压原理和计算公式这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。
它的输出电压通常可在几伏到三几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。
所能提供的电流大小正比于限流电容容量。
采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：（国际标准单位）I(A V)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C=0.44*220*2*3.14*50*C=30000C=30000*0.000001=0.03A=30mAf为电源频率单位HZ;C为电容容值单位F法拉;V为电源电压单位伏V;Zc=2*Pi*f*C为阻抗阻值单位欧姆.如果采用全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：I(A V)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C=0.89*220*2*3.14*50*C=60000C=60000*0.000001=0.06A=60mA一般地，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。
使用这种电路时，需要注意以下事项：1、未和220V交流高压隔离，请注意安全，严防触电！2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V），并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。
3、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行。
电容降压式电源将交流式电转换为低压直流电容降压原理电容降压的工作原理并不复杂。
他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
例如，在50Hz的工频条件下，一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。
当220V的交流电压加在电容器的两端，则流过电容的最大电流约为70mA。
虽然流过电容的电流有70mA，但在电容器上并不产生功耗，应为如果电容是一个理想电容，则流过电容的电流为虚部电流，它所作的功为无功功率。
根据这个特点，我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件，则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。
阻容降压原理和计算公式这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。
它的输出电压通常可在几伏到三几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。
所能提供的电流大小正比于限流电容容量。
采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：（国际标准单位）I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C=0.44*220*2*3.14*50*C=30000C=30000*0.000001=0.03A=30mAf为电源频率单位HZ;C为电容容值单位F法拉;V为电源电压单位伏V;Zc=2*Pi*f*C为阻抗阻值单位欧姆.如果采用全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C=0.89*220*2*3.14*50*C=60000C=60000*0.000001=0.06A=60mA一般地，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。
使用这种电路时，需要注意以下事项：1、未和220V交流高压隔离，请注意安全，严防触电！2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V），并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。
3、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行。
电容降压式电源将交流式电转换为低压直流电容降压原理电容降压的工作原理并不复杂。
他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
例如，在50Hz的工频条件下，一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。
当220V 的交流电压加在电容器的两端，则流过电容的最大电流约为70mA。
虽然流过电容的电流有70mA，但在电容器上并不产生功耗，应为如果电容是一个理想电容，则流过电容的电流为虚部电流，它所作的功为无功功率。
根据这个特点，我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件，则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。
电容降压电源原理和计算公式
电容降压电源原理和计算公式
这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。
它的输出电压通常可在几伏到三几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。
所能提供的电流大小正比于限流电容容量。
采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：（国际标准单位）
I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C
=0.44*220*2*3.14*50*C=30000C
=30000*0.000001=0.03A=30mA
如果采用全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：
I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C
=0.89*220*2*3.14*50*C=60000C
=60000*0.000001=0.06A=60mA
一般地，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。
使用这种电路时，需要注意以下事项：
1、未和220V交流高压隔离，请注意安全，严防触电！
2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V），并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。
3、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行。
电容降压电源原理和计算公式
电容降压电源原理和计算公式
这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。
它的输出电压通常可在几伏到三几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。
所能提供的电流大小正比于限流电容容量。
采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：（国际标准单位）
I(A V)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C =0.44*220*2*3.14*50*C=30000C
=30000*0.000001=0.03A=30mA
如果采用全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：
I(A V)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C =0.89*220*2*3.14*50*C=60000C
=60000*0.000001=0.06A=60mA
一般地，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。
使用这种电路时，需要注意以下事项：
1、未和220V交流高压隔离，请注意安全，严防触电！
2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V），并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。
3、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行。
低压无功补偿的设计原则低压无功补偿的设计原则发表日期：2003-12-23 12:56:00 目录一、低压供配电系统无功功率的补偿 31．为什么要对低压供配电系统的无功功率进行补偿 32．并联补偿的原理 33．补偿方式 5二、补偿容量的计算 61．补偿后功率因数值的确定 62．补偿容量的计算 6三、电容器的选择 91．电容器使用的技术条件 92．电容器型号的选择 123．电容器的容量计算 125．电容器的串并联使用 146．电容器电容的确定 15四、电容器放电电阻的计算 171．单相电容器放电电阻的计算 172．三相电容器放电电阻的计算 20五、谐波对补偿电容器的影响及消除措施 231．谐波对补偿电容器的影响 232．串联电抗器感抗值的确定 243．串联电抗器后电容器的电压计算 244．电抗器电感值的计算 25六、电容器的保护 271. 电容器的额定电流 272．电容器回路允许连续运行的最大电流 283．电容器的保护 29七、电容器的控制设备 301．控制器 302．切换电容器的接触器 33附表1：功率因数由COSφ1补偿到COSφ2每KW功率所需补偿的Kvar 35附表2：BZMJ 0.4-□-3系列电容器参数 40附表3：BZMJ 0.42-□-3系列电容器参数 41附表4：BKMJ1 0.4-□-3系列电容器参数 42附表5：BZMJ2 0.4-□-3系列电容器参数BZMJ3 0.4-□-3系列电容器参数 43附表6：BKMJ1 0.44-□-3系列电容器参数 44附表7：BZMJ2 0.44-□-3系列电容器参数BZMJ3 0.44-□-3系列电容器参数 45附表8：BCMJ 0.46-□-3系列电容器参数 46低压供配电系统无功功率的补偿1．为什么要对低压供配电系统的无功功率进行补偿众所周知，由于交流感应电机和各种气体放电灯的广泛应用，低压供配电系统中存在大量的无功功率。
使低压网络的功率因数很低。
关于低压滤波器电容和电感取值的计算方法如何设计5次和7次滤波支路、以下表5次滤波器为例进行计算。
电容器型号690-30-3的物理意义：线电压690V ，三相额定容量Q=30kvar 。
低压电容器一般结成角型，如图（a ）所示。
X LA B C X CI P（a）电容器角接X LA B CI （b ）电容器星接CC A ''C 'A '电容器额定相电流：A UQ I B A p493.14690.03/303/===''，其中Q 为三相安装容量，单位为kvar 。
每相电容器额定容抗：Ω===''609.47493.14690PB A I UXc 。
电容器额定线电流：AI I p L103.25493.1433=⨯==。
角型转换为星型如（b ）所示，由于角形阻抗是星型阻抗的三倍，所以有：Ω==='870.153609.473C X c X 。
电感选铁芯电抗器，5次滤波器的调谐系数选96.0=α，则5次滤波器的电感计算公式为h X X LC α='。
5次滤波器的电抗器电抗值为Ω=⨯='=688.0)596.0(870.15)(22h X X C L α。
5次滤波器的电抗器电感值为mHfXLL190.21415.3688.02===π。
所以最终选电抗器的值为LKSG-0.69kV-25.1A-2.19mH 。
星接时安装容量的校验：var3069069033/69036903k X X Q CC=⨯⨯='⨯=。
电容器装置设计常用计算公式
1 电容器组（装置）的单相额定电流（A ）：＝CN CN U P Q 电容器额定电压电容器组三相容量⨯⨯3
式中：P 为每相电容器的串联段数，对10kV 等级，P ＝1，对35kV 等级，P ＝2或4。
CN U 为电容器铭牌标注的额定电压，kV 。
2 电抗器的单相额定电流（A ）＝电容器组（装置）的单相额定电流（A ）
3 电容器装置的电抗率k （％）＝ ）
kvar 容量（电容器组（装置）单相）kvar 电抗器单相容量（ LC X 容抗电容器组（装置）单相X 电抗器单相感抗2C
L ϖ== 式中：ω为角频率＝314，L 为电抗器电感值，mH ；C 为电抗器电感值，μF 。
4 电抗器的端电压（kV ）＝电容器的额定电压×P ×k ，
式中：P 为每相电容器的串联段数，对10kV 等级，P ＝1，对35kV 等级，P ＝2或4。
k 为电抗率。
5 电抗器的感抗X L （Ω）＝）
电抗器的额定电流（）电抗器的端电压（A V
6 电抗器的单相容量（kvar ）＝（电抗器的额定电流）2 ·X L
7 电容器的单相容量（kvar ）＝2CN CU ϖ
式中：ω为角频率＝314，L 为电抗器电感值，mH ；C 为电抗器电感值，μF 。
CN U 为电容器铭牌标注的额定电压，kV 。
