铁心串联电抗器电抗值浅析
- 格式:doc
- 大小:112.50 KB
- 文档页数:8
高倍不饱合铁芯串联电抗器工频铁芯串联电抗器用于高低压电容补偿的限流,电动机起动限流,低通滤波等。
传统铁芯串联电抗器由于不饱合电流比较小,对常用的几种电抗器做了实际测试,不饱合电流一般在额定电流的1.1-1.35之间,最大的可达1.8倍。
2倍额定电流就全饱合了,饱合后变成了非线性负载并产生大量电流谐波。
电容器的串联电抗器主要是限制合闸涌流,因为在合闸时电容电压为0,合闸瞬间由于电容电压不能突变相当于短路,也就是电抗器的瞬时压降等于电源相电压。
流过电抗器的电流可能达到额定电流8-10倍,对于传统电抗器合闸瞬间是完全饱合的,相当于一个空心电抗器。
所以对合闸涌流限制作用很小。
为了解决这个问题,我们研发出来大于8倍不饱合电流的串联电抗器。
它可以在合闸时工作在不饱合状态,很好限制了合闸涌流。
一:在正常工作时传统电抗器端电压比较高,所以消耗的无功也比较多。
比如电抗器是14%,正常工作时压降是35v,配30kvar电容器(线电压525v),电抗器消耗的无功是2.86kvar。
电容器实际端电压=380*(1+14%)=433v,电容器实际发的的无功功率=27.2A*1.732*433=20.4Kvar。
向系统实际补偿无功=20.4-2.86=17.54kvar,只有电容标称容量58.5%,所以电容利用率很低,并且由于选用14%电抗器使得所选电容器耐压也升高了,增加电容器成本。
采用高倍不饱合串联工频电抗器,同样容量的电抗器正常运行的端电压2.2v,消耗的无功0.215Kvar。
配30kvar电容器(线电压450v),电容器实际端电压=383v,电容器实际发的的无功功率=33A*1.732*383=21.89Kvar。
向系统实际补偿无功=21.67kvar,是电容标称容量72.2%,所以电容利用率高多了,并且由于电抗器的端电压低了,使得所选电容器耐压也低了,减少电容器成本。
二:传统电抗器由于饱合电流小,在系统电压比较高的场合,电容电流增大使得电感电流超过饱合电流并大量产生电流谐波,电抗器变成谐波源。
叠积式油浸铁芯串联电抗器电抗值偏差及控制措施探讨叠积式油浸铁芯串联电抗器(简称电抗器)作为输电系统中的重要电力设备,其电抗值偏差对输电系统的稳定运行具有重要影响。
本文将从电抗器电抗值偏差的影响、原因分析和控制措施等方面展开探讨。
一、电抗值偏差对输电系统的影响电抗器作为输电系统中重要的无功补偿设备,其电抗值偏差对输电系统的运行有着重要的影响。
电抗值偏差会导致输电系统中出现无功失衡,进而引起电压波动、电流波动等问题,甚至会影响到系统的稳定性,给输电系统的运行带来不利影响。
电抗值偏差的及时发现和有效控制对于输电系统的稳定运行至关重要。
二、电抗值偏差的原因分析1. 设计问题:电抗器在设计和制造过程中存在的问题可能会导致电抗值偏差,如原材料选择不当、工艺不合理等。
2. 运行环境:电抗器在运行过程中受到的环境影响也可能导致电抗值偏差,如温度、湿度等因素均可能对电抗器的性能产生影响。
3. 维护保养:电抗器的维护保养不当也是导致电抗值偏差的原因之一,如油浸式电抗器中绝缘油的变质等问题都会直接影响到电抗器的性能。
三、电抗值偏差的控制措施1. 加强质量管理:在电抗器的设计和制造过程中,需要加强对材料、工艺的质量管理,确保电抗器的性能符合设计要求。
2. 环境监控:在电抗器的运行过程中,需要加强对运行环境的监控,保持环境条件的稳定,减少外界因素对电抗器性能的影响。
3. 维护保养:定期对电抗器进行维护保养,包括更换绝缘油、检查绝缘情况等,确保电抗器的性能稳定。
电抗值偏差对输电系统的稳定运行有着重要的影响,需要引起我们足够的重视。
只有加强质量管理,加强环境监控,加强维护保养,才能有效控制电抗值偏差,确保输电系统的稳定运行。
相信通过不断的研究和实践,电抗值偏差的控制技术会得到越来越完善,为输电系统的安全稳定运行提供更加可靠的保障。
关于克服铁心电抗器缺陷问题的探讨【摘要】本文主要阐述了变电站无功补偿设备电抗器制作工艺,及降低铁心电抗器损耗,降低温升、减小电抗器噪声的方法。
【关键词】电抗器;损耗;温升;噪声1 电抗器在电力系统中的作用及其原理电抗器作为一种重要无功补偿设备在电力系统中有着广泛的应用,当与电容器组串联使用,可以起到抑制偕波,降低操作过电压;抑制电容器组投切过程中的合闸涌流,保护电容组。
当并于电力线路末端,可以降低因高压长距离输电造成线路末端电压升高。
铁心电抗器与空心电抗器、油浸式电抗器等同类产品有着明显的优势,漏磁少、损耗低。
占用空间小,噪音低,防潮、阻燃,易维护等。
所以在电力系统中有着广泛的应用。
铁心电抗器作为重要的无功补偿设备在电力系统使用过程中有着诸多优势,然而铁心电抗器同其他电力设备一样都存在着噪声、温升等方面的问题。
首先,看一下铁心电抗器的结构原理:电抗器的线圈是由多个同心的环氧树脂包封的线包组成,所有的线包在电气上是串联的,在每个线包中有若干个串联的线层。
每线层有一根或多根小截面扁导线并联绕制而成,铁心电抗器主要采用硅钢片作为导磁回路,铁心柱由铁心饼和气隙构成用于调节电抗值。
2 降低电抗器铁心损耗的方法经过长期设计和生产实践,探索和总结出了一套关于降低铁心电抗器损耗,降低温升、减少电抗器噪声方法。
铁心电抗器的损耗主要分为:线圈的直流电阻损耗、和导线内部涡流损耗,铁心磁滞损耗和漏磁损耗。
线圈的直流电阻损耗是无法控制的、只有通过合理控制导线的电流密度。
导线的电流密度值的选取一般和设计电抗器的容量、导线的材质有关。
像用铜作为导电材质之电流密度可选取在 1.4A/mm2~1.7A/mm2之间,电抗器的容量越大,电流密度选取应越小。
导线的截面积越大,内部的涡流损耗就越大,因此可以采用取多股导线并绕的方式降低导线的涡流损耗。
当采用多股导线并绕,每股导线表面都有一层不小于0.16mm绝缘层,绝缘介质可用绝缘漆、玻璃丝纤维等。
串联电抗器的作用及电抗率的选择1 前言随着电力电子技术的广泛应用与发展,供电系统中增加了大量的非线性负载,如低压小容量家用电器和高压大容量的工业用交、直流变换装置,特别是静止变流器的采用,由于它是以开关方式工作的,会引起电网电流、电压波形发生畸变,从而引起电网的谐波“污染”。
产生电网谐波“污染”的另一个重要原因是电网接有冲击性、波动性负荷,如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等,它们在运行中不仅会产生大量的高次谐波,而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重。
这不仅会导致供用电设备本身的安全性降低,而且会严重削弱和干扰电网的经济运行,形成了对电网的“公害”。
电能质量的综合治理应遵循谁污染谁治理,多层治理、分级协调的原则。
在地区的配电和变电系统中,选择主要电能质量污染源和对电能质量敏感的负荷中心设立电能质量控制枢纽点,在这些点进行在线电能质量监测、采取相应的电能质量改善措施显得格外重要。
在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”暂未得到根本整治之前,如果不采取必要的措施,将会产生一定的谐波放大。
在并联电容器的回路中串联电抗器是非常有效和可行的方法。
串联电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流[1],防止谐波对电容器造成危害,避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。
但是串联电抗器绝不能与电容器组任意组合,更不能不考虑电容器组接入母线处的谐波背景。
文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析,并提出电抗率的选择方法。
2 电抗器选择不当的后果2.1 基本情况介绍某110kV 变电所新装两组容量2400kvar 的电容器组,由生产厂家提供成套无功补偿装置,其中配置了电抗率为6%的串联电抗器,容量为144kvar。
电容器组投入运行之后,经过实测发现,该110kV 变电所的10kV 母线的电压总畸变率达到4.33%,超过公用电网谐波电压(相电压)4%的限值[2],其中 3 次谐波的畸变率达到 3.77%,超过公用电网谐波电压(相电压)3.2%的限值[2]。
10KV干式铁芯串联电抗器试验报告
自查报告。
一、试验目的。
本次试验旨在对10KV干式铁芯串联电抗器进行性能测试,以验证其设计规格和技术要求是否符合标准要求。
二、试验内容。
1. 静态特性测试,包括电感值、电阻值、绝缘电阻等参数的测试。
2. 动态特性测试,包括电抗器的过流能力、耐受短时过载能力等。
三、试验过程。
1. 根据试验标准,对电抗器进行静态特性测试,测量并记录其电感值、电阻值和绝缘电阻等参数。
2. 运行电抗器,逐步增加电流负载,观察并记录其过流能力和耐受短时过载能力。
四、试验结果。
1. 静态特性测试结果符合设计规格和技术要求,电感值、电阻值和绝缘电阻均在标准范围内。
2. 动态特性测试结果显示,电抗器具有良好的过流能力和耐受短时过载能力,符合标准要求。
五、存在问题及改进措施。
在试验过程中未发现明显的问题,但在未来的试验中,需要加强对电抗器的长期稳定性和耐久性的测试,以确保其在实际运行中的可靠性和安全性。
六、结论。
本次试验表明,10KV干式铁芯串联电抗器的性能符合设计要求和标准要求,具有良好的静态特性和动态特性。
在实际运行中,应
加强对其长期稳定性和耐久性的监测和测试。
七、试验人员。
XXX(签名)日期,XXXX年XX月XX日。
以上为自查报告,如有不足之处,敬请指正。
叠积式油浸铁芯串联电抗器电抗值偏差及控制措施探讨叠积式油浸铁芯串联电抗器是一种应用广泛的电力设备,它主要用于电网中的无功补偿和电压控制。
在实际应用中,电抗值偏差问题一直是制约其性能稳定性的主要因素之一。
本文旨在对叠积式油浸铁芯串联电抗器的电抗值偏差及控制措施进行探讨,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
一、叠积式油浸铁芯串联电抗器的工作原理叠积式油浸铁芯串联电抗器是由高硅硅钢叠压而成的磁路铁芯和线圈组成的,其工作原理主要在于通过电磁感应作用产生感抗,从而在电网中实现无功功率补偿和电压调节的功能。
其主要特点包括高可靠性、高效率、低损耗、长寿命等,因而受到了广泛的应用。
在实际应用中,叠积式油浸铁芯串联电抗器存在电抗值偏差的问题。
电抗值偏差是指在不同工作条件下,电抗器的实际电抗值与设计值之间的偏差,这个偏差可能会导致电网的稳定性下降,影响电力系统的正常运行。
1. 制造工艺不良:叠积式油浸铁芯串联电抗器的制造过程中,如果在叠压、绕制、浸渍等工艺环节存在不良现象,可能会导致磁路铁芯的损伤、线圈的短路、绝缘层的老化等问题,从而影响电抗器的电抗值;2. 温度变化:叠积式油浸铁芯串联电抗器在工作过程中受到温度变化的影响较大,如果温度过高或过低,会导致铁芯材料的热膨胀和收缩,使得磁路长度发生变化,从而影响电抗值;3. 电网负载变化:在电网负载变化的情况下,电抗器的工作状态和工作条件也会发生相应的变化,这可能会导致电抗值的偏差;4. 油浸变压器油质和气体的影响:由于油浸变压器是电抗器的主要组成部分之一,其油质和气体的变化会对电抗器的工作稳定性产生影响,从而影响电抗值。
叠积式油浸铁芯串联电抗器的电抗值偏差主要是由制造工艺、温度变化、电网负载变化以及油浸变压器等因素共同作用所致。
1. 加强制造工艺控制:在制造叠积式油浸铁芯串联电抗器时,应该加强对叠压、绕制、浸渍等工艺环节的质量控制,确保材料和工艺的良好运用,以提高电抗器的电抗值稳定性;2. 温度补偿措施:在实际应用中,通过对电抗器的温度进行实时监测,并采取相应的补偿措施,可以有效地降低温度变化对电抗值的影响;3. 过载保护措施:对于叠积式油浸铁芯串联电抗器来说,做好过载保护工作非常重要,这可以保证电抗器在极端工作条件下的安全运行,并减小电抗值的偏差;叠积式油浸铁芯串联电抗器的电抗值偏差问题是一个综合的、复杂的问题,需要从制造工艺、温度变化、电网负载变化以及油浸变压器等多个方面进行综合控制和管理。
串联?电?抗?器JB5346-1998?代替JB5346-91前?言???本标准是根据机械工业部1997年标准制、修订计划JB5346-91标准修订而成。
???本标准的编写格式按照GB/T l.1-1993标准重新编排。
???本标准主要修订的内容如下:???1)修改了额定电抗率项目,由原来的4.8%、6%、12%、(13%)项改为4.5%、5%、6%、12%、13%。
???2)按配套并联电容的额定电压要求增加了电抗器的额定端电压、及其相关参数要求项。
???3)原标准按R10系列数系规定了电容器组容量,再按额定电抗率导出电抗器容量系列,目的是制造厂以尽可能少的容量满足尽可能多的用户规格品种要求。
但由于电容器组的容量和电容器单元系列型谱标准不尽吻合,存在匹配组合困难。
而且即便如此,也还满足不了用户规格繁多的需要,故本次修订取消了原标准中的表2和表3,不再规定容量的系列规格。
???4)由于取消容量系列规格,也就无法再以表格形式对每一种容量规定其损耗标准值。
本次修订取消了原标准中的表6(A)、6(B)、7(A)、7(B)、8(A)、8(B),给出了损耗值计算公式并规定了损耗系数。
???5)电抗值允许偏差由原来0~15%改为0+10%。
???6)绝缘水平与GB311标准一致。
即油浸铁心式电抗器的绝缘水平和油浸式电力变压器相同,干式空心电抗器的绝缘水平和母线支柱绝缘子相同。
???7)增加了用电桥法测量电抗值内容。
???8)取消了对户外式空心电抗器在淋雨状态下做绕组匝间绝缘试验的要求。
???9)取消稳态过电压条款。
因为对稳定过电流的规定条件,实际上已包括了对稳态过电压的要求。
???本标准由全国变压器标准化技术委员会提出并归口。
???本标准主要起草单位:沈阳变压器研究所、宁波变压器厂、兴城特种变压器厂。
???本标准参加起草单位:沈阳变压器有限责任公司综合电器厂,保定第二变压器厂、北京电力设备总厂、中山和泰机电厂。
串联电抗器电抗率的选择1.前言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。
2.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:C L C LQ U I X X X == (1) 式中:X C -电容器的容抗;X L -电路的感抗;Q C -电容器的无功功率;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.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%。
串联电抗器JB 5346-1998 代替JB 5346-91前言本标准是根据机械工业部1997 年标准制、修订计划97462002号,对JB 5346-91标准修订而成。
本标准的编写格式按照GB/T l.1-1993标准重新编排。
本标准主要修订的内容如下:1)修改了额定电抗率项目,由原来的4.8%、6%、12%、(13%)项改为4.5%、5%、6%、12%、13%。
2)按配套并联电容的额定电压要求增加了电抗器的额定端电压、及其相关参数要求项。
3)原标准按R10 系列数系规定了电容器组容量,再按额定电抗率导出电抗器容量系列,目的是制造厂以尽可能少的容量满足尽可能多的用户规格品种要求。
但由于电容器组的容量和电容器单元系列型谱标准不尽吻合,存在匹配组合困难。
而且即便如此,也还满足不了用户规格繁多的需要,故本次修订取消了原标准中的表2 和表3,不再规定容量的系列规格。
4)由于取消容量系列规格,也就无法再以表格形式对每一种容量规定其损耗标准值。
本次修订取消了原标准中的表6(A)、6(B)、7(A)、7(B)、8(A)、8(B),给出了损耗值计算公式并规定了损耗系数。
5)电抗值允许偏差由原来0~15% 改为0 +10%。
6)绝缘水平与GB 311标准一致。
即油浸铁心式电抗器的绝缘水平和油浸式电力变压器相同,干式空心电抗器的绝缘水平和母线支柱绝缘子相同。
7)增加了用电桥法测量电抗值内容。
8)取消了对户外式空心电抗器在淋雨状态下做绕组匝间绝缘试验的要求。
9)取消稳态过电压条款。
因为对稳定过电流的规定条件,实际上已包括了对稳态过电压的要求。
本标准由全国变压器标准化技术委员会提出并归口。
本标准主要起草单位:沈阳变压器研究所、宁波变压器厂、兴城特种变压器厂。
本标准参加起草单位:沈阳变压器有限责任公司综合电器厂,保定第二变压器厂、北京电力设备总厂、中山和泰机电厂。
本标准主要起草人:王丁元、韩庆恒。
本标准参加起草人:王辉、戈承、何见光、沈文洋。
叠积式油浸铁芯串联电抗器电抗值偏差及控制措施探讨
叠积式油浸铁芯串联电抗器是电力系统中常用的无功补偿设备之一。
它通过调节电抗
器的电抗值来实现对电力系统的无功补偿。
在实际应用过程中,电抗值可能存在一定的偏差,影响无功补偿效果,因此需要对其产生的偏差及控制措施进行探讨。
叠积式油浸铁芯串联电抗器的电抗值由其线圈电感、磁路铁芯及绕组连接方式等决定。
如果线圈电感、磁路铁芯参数与设计值不一致,或绕组连接方式不正确,都会导致电抗器
的电抗值出现偏差。
电抗值偏差的主要原因是由于制造过程中的误差,例如线圈线径不一致、磁路铁芯截
面积偏差等。
还有一些外部因素也会导致电抗值的变化,例如温度、湿度等环境因素的影响。
对于电抗值偏差的控制措施,可以从以下几个方面进行改进。
制造过程中需要严格控制线圈线径和磁路铁芯的截面积参数,确保其与设计值一致。
对绕组连接方式也需要进行正确的设计和施工,避免不必要的额外电抗。
应该采取适当的措施来控制环境因素对电抗值的影响。
在设计电抗器时,可以考虑设
置温度控制装置,保持电抗器在合适的温度范围内工作。
对于已经安装的电抗器,可以采取定期检查和校准的方法,确保其电抗值的准确性。
定期检查可以通过测量电抗器的输入输出电流和电压,比较其与设计值的偏差来判断是否
需要进行校准。
叠积式油浸铁芯串联电抗器电抗值的偏差是由多个因素共同影响导致的。
通过制造过
程中的严格控制和校准方法的应用,可以有效地控制电抗值的偏差,提高无功补偿效果。
还可以通过设置适当的温度控制装置来减小环境因素对电抗值的影响。
铁心串联电抗器电抗值浅析
摘要:分析了影响铁心串联电抗器电抗值的因素,对工程上选用铁心串联电抗器的依据进行了讨论。
关键词:串联电抗器、铁心、电抗值
1 前言
近年来干式铁心串联电抗器因其特有的技术优势-----体积小,安装方便,绝缘性能好,漏磁干扰小,安全可靠,无油污,免维护等优点,在电力系统中迅速推广使用。
作为一种带铁心的电感性设备, 其电抗值饱和问题倍受关注, 在文献[3]中对其电抗值规定为”1.8倍额定电流下电抗值下降不超过5%”.在工程应用上, 常常有这样的疑问: 满足上述标准的铁心串联电抗器还要担心饱和问题吗? 依据是什么? 本文就此进行分析。
2 对串抗电抗值的要求
2.1 串抗的主要用途
用途一从电容器补偿回路来分析, 串抗是一个电感器件, 可以限制电容器组合闸涌流,起阻尼作用。
一般电抗率在1%以内[2] ;
用途二从所接入的电网来分析, 选择电抗器的恰当电抗率, 额定运行时可以起到滤除电网谐波的作用; 电抗率由谐波频率决定,如K=12%, 可滤除3次谐波; 如K=4.5% ,可滤除5次谐波;
用途三既要求在额定运行条件下起滤波作用,也要求能限制合闸涌流,这时要求电抗器电抗值既满足滤波条件,又满足限制合闸涌流的条件;
第三种用途最为普遍,第二种用途也有较多应用,单纯属于第一种用途的情况比较少,因为电网含谐波的情况更多。
2.2对串抗电抗值的要求
串抗接入后起滤波作用时,要求电容和电感组成的LC回路的
图1 电容补偿回路接线示意图
参数能相配合,对特定频率的谐波电流形成低阻抗通道,并使综合谐波阻抗呈感性;接线示意图见图1。
串抗接入后起限制涌流作用时,要求能将合闸时的涌流限制在额定电流的20倍以内[2]。
3.2串抗、限抗电抗值要求上的差异
串抗限制合闸涌流的功能和限抗限制系统短路电流的功能原理上相同,都是利用电感特性。
由于二者所要限制的电流的性质存在较大差异,对电抗值参数的要求也不同。
区别列于表1。
表1 串抗与限抗在限流功能上的区别
对比项目限抗串抗
所限制的电流系统短路电流电容器合闸涌流
电流作用时间2~4 秒10多毫秒
保护对象母线上所接的电力设备主要是电容器组
对电抗值的要求电抗呈线性即使饱和也要能限制
涌流倍数在20以内限抗的作用是降低系统短路的电流倍数, 短路电流作用时间一般为2~4秒, 要求其流过短路电流时仍保持电抗值不变, 即限抗要有非常好的电抗线性度,因此, 限抗一般选空心电抗器;
串抗与电容器组相串联,在电容器合闸时, 过渡过程极短(10几毫秒)[1], 此时要求串抗能起阻尼作用。
由于较小的电抗值就可起阻尼作用,对电抗率4.5% 6% 12%的铁心串抗, 从下文的分析可知即使电抗值因铁心饱和下降了, 如电抗值仍达到一定数值,也能起阻尼作用。
3.3铁心串联电抗器参数的分析
3.1计算限制涌流所需的最低电抗值X L-min
依文献[2]附录B中B.0.1式, 可计算限制涌流在20倍电容器额定电流时所需的电抗率。
计算结果得K=0.278%(假定电源影响系数为0)。
对电容参数已知的电容补偿回路,Xcn已知,X L-min 取值为K·Xcn。
例如电容补偿回路参数为:电容器组容量5000 kvar; 电容器额定端电压11/√3 kV; 额定电流262.4 A; 额定容抗Xcn = 11000/√3 / 262.4 = 24.2 Ω/相; 计算限制涌流所需的最低电抗值X L-min= K·Xcn = 0.068Ω/相
3.4限制涌流时串抗参数选取、验算和分析
若限制涌流时电抗率取1%,对应额定工频下的电抗值为0.242 欧下面进行验算:电容器合闸时, 涌流频率为:fy =50√(100/1) = 500 Hz (参见文献[1]附录二) 不考虑饱和影响,合闸涌流下理想电抗值:0.242X500/50=2.42 欧。
根据文献[1],合闸时电抗值仍可达到非饱和下理想值的20%以上,若按20%计, 有2.42X20% = 0.484 欧,对应电抗率K=0.2%。
假设线路长60米, 按1μH/m计及回路连接电感[2]后, 回路电抗率达到0.278%。
可见,合闸时电抗值受到了铁心饱和及涌流频率的双重影响,电抗率仍能达到限制涌流的要求。
当电网的滤波可以忽略时,投入电容器组时仅按限制涌流来选配串抗,在工程上有实际的经济意义。
在额定运行条件下,电抗器会以同等容量抵消电容的补偿能力,所以限制合闸涌流宜选电抗率1%的电抗器。
3.5滤波时串抗参数选取、验算和分析
电容器组参数如上例, 若要滤除5次谐波,此时电抗率取4.5%,对应分析参数如表2。
表2 铁心串抗分析(K=4.5%)
运行状态稳态时合闸时
分析项目额定
电抗
谐波
感抗
谐波
容抗
综合谐
波阻抗
涌流频
率
涌流频
率下不
计及饱
和的电
抗值
涌流
频率
下计
及饱
和的
电抗
值
限制涌
流所需
最小电
抗值
50Hz
Ω
50 Hz
Ω
50 Hz
Ω
250Hz
Ω
Hz 235 Hz,
Ω
235
Hz,Ω
235 Hz,
Ω
数值
1.09 5.45 4.84 0.61 235 5.12 1.02 0.242
见注①见注
②
见注
③
感性
见注④
见注⑤见注⑥见注
⑦
见注⑧
判断对 5 次谐波形成低阻抗通
道, 呈感性, 满足滤波要求0.9%>0.278%, 满足限制合闸涌流要求
注①24.2 X 4.5% = 1.089 Ω/相④5.445-4.84= 0.605 呈感性
②1.089X5=5.45 Ω/相⑤fy =50√(100/4.5) = 235 Hz
③24.2/5 = 4.84 Ω/相⑥1.09X235/50=5.12 Ω/相
⑦根据文献[1]计算,合闸时电抗值仍可达到非饱和下理论值的20%以上,若按20%计, 有5.12X20% = 1.02 欧,对应电抗率为0.9% 。
⑧见3.1中计算结果
考虑滤波作用时,投入电容器组时需按LC参数配合来选串抗,电抗率主要在 4.5%及以上。
滤波作用是对稳态而言的,稳态时,感抗和容抗的配合关系始终存在, 所以能滤除谐波; 合闸时电抗器受到了铁心饱和及涌流频率的双重影响,其电抗值仍能达到限制涌流的要
求,, 所以电抗器又可限制涌流。
3.6 铁心串抗与空心串抗的比较如表3
表3 铁心串抗与空心串抗的比较 项目
铁心串抗 空心串抗 使用条件
对应电抗率 滤波 K=4.5 6 12 未饱和,满足要求 未饱和,满足
要求
滤波+限制涌流 K=4.5 6 12 滤波时未饱和,满足要求
涌流时饱和,但满足要
求
未饱和,满足
要求 限制涌流 K 〈=1 K =1%时饱和,与线路
参数配合也能满足要
求
未饱和,满足要求 安装空间 / 体积小, 安装空间小,
只有空心的30%
体积大,安装空间更大 漏磁干扰 / 漏磁干扰小 漏磁干扰大 4 电抗的可测量性
4.1 电抗线性度测量
图2 测量电抗的接线原理图
铁心电抗器电抗值在一定范围内是可以测量的, 根据标准要求A C Z
V
~V
A V
B Y
A A X
从0~1.8倍额定电流下电抗值须直接测量得出[3];测试线路如图2。
顺德特种变压器产品试验结果显示, 干式铁心串抗的实测线性度一般为:1.8倍额定电流下电抗下降小于3%。
4.2 饱和时电抗值问题
饱和时电抗值问题,有一种常见形式是研究25倍额定电流下电抗值是多少。
在一般工厂试验条件下,要测量25倍额定电流下的电抗值, 是相当困难的;
依磁路分析,25 倍额定电流下铁心电抗器铁心已进入深度饱和,但铁心中磁密仍高于气道中的数值, 不能等同为空心线圈, 可按磁场能量法对电感值进行计算。
参见文献[4]计算。
据文献[1]中介绍,油浸铁心串联电抗器在合闸涌流下的实际电抗值还有额定电抗值的30%~60%。
以顺德特种变压器厂生产的CKSC-1200/10-12为例,经计算,干式铁心串联电抗器在合闸涌流下的实际电抗值还有额定电抗值的20%以上。
5结论
(1)对K>=1%的铁心串联电抗器,合闸时铁心会饱和,在计及回路连接电感影响后,电抗值下降后仍可将合闸涌流限制在标准规定的范围内,因此可满足限制涌流的应用需要。
(2)对K>=4.5%的铁心串联电抗器,稳态时对特定谐波形成低阻抗通道,可满足滤波的应用需要。
(3)在25倍额定电流下,干式铁心串联电抗器电抗值还有额定电抗值的20%以上。
参考文献
1DL5014-1992 330~500kV变电所无功补偿装置设计技术规定31, 90~92
2GB50227-1995 并联电容器装置设计规范(条文说明)
3JB5346-1998 串联电抗器
4《变压器》杂志编辑部电力变压器设计计算方法沈阳: 辽宁科学技术出版社 1987 101~103。