電力電容器和與之配套的串聯(lián)電抗器在電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償、降低線損以及限制合閘涌流與高次諧波的作用已被國內(nèi)外運(yùn)行實踐所證實。電抗器高次諧波電流含量與電網(wǎng)諧波源狀況、阻抗參數(shù)和電容器裝置回路阻抗參數(shù)有關(guān),在應(yīng)用中電抗率的取值是不同的。這就要求我們在設(shè)計中要有針對性。以免出現(xiàn)不必要的問題。 本文由www.189yp.com整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。
2. 合閘涌流
合閘涌流問題之引人注意,是它對電力系統(tǒng)和用戶產(chǎn)生多的不利影響。有時會造成設(shè)備損壞和系統(tǒng)事故。 本文由www.189yp.com整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。
電容器投運(yùn)合閘時產(chǎn)生的合閘涌流分兩種:第一種是單組電容器的合閘涌流,此種合閘涌流都小于開關(guān)設(shè)備允許的最大合閘涌流,故不采取限制涌流措施;第二種是已有一組或多組電容器在運(yùn)行,再投入另一組時的合閘涌流。實踐證明,此合閘涌流可以達(dá)到電容器組的額定電流的20~250倍。其放電電流值為:
I=√U/XLXC=√QC/XL (1)
式中:XC-電容器的容抗;
XL-電路的感抗;
QC-電容器的無功功率;
由式(1)可知,在電容器回路中裝設(shè)串聯(lián)電抗器,增大電路的感抗,I將減小。如串聯(lián)電抗器選擇恰當(dāng),便可將涌流限制在允許的范圍之內(nèi)。
3. 高次諧波及電抗率的選擇
在電力系統(tǒng)中,電氣設(shè)備所產(chǎn)生的高次諧波電流將引起系統(tǒng)中電壓波形的畸變,是對電網(wǎng)的一大公害,它將嚴(yán)重影響電容器組的正常運(yùn)行。由此也采取加裝串聯(lián)電抗器的辦法對高次諧波加以抑制。眾所周之,傳入電抗器后,對基波來講不會有大的影響,但對諧波卻有較大的影響。這些非正弦波形可以用數(shù)學(xué)分析的方法分解成工頻的基波和各種倍數(shù)頻率的諧波。但對電容器來講,不存在偶次倍數(shù)的諧波。主要考慮3、5、7、9、11、13等次諧波的影響。在這些高諧波中以5次諧波最顯著。如某系統(tǒng)電壓波形基波和5次諧波(高次諧波占的比例很小)。基波電壓與額定電壓相等,而5次諧波電壓值為額定電壓的26.45%.在這種下計算可得出電容器組3.4%,過電流65.6%,電容器的無功出力過負(fù)荷35%。
由上可知,高次諧波嚴(yán)重影響電容器組的正常運(yùn)行,采取相應(yīng)的措施以降低諧波分量,抑制母線電壓的畸變,減小諧波過電流。
圖1為電容器串聯(lián)電抗器的單相等值電路圖。
圖1
圖中:En為n次諧波源電動勢;XB、XL分別為變壓器、電抗器的等值感抗;XC為電容器組的等值容抗;n為諧波次數(shù);In為n次諧波總電流。
顯然,In=En/nXB+(nXL-XC/n) (2)
對于圖1電路,起主要作用的是3、5、7、11 等次諧波。在式(2)中,若使nXL-XC/n=0,
則當(dāng)n=3時,XL=0.11XC
則當(dāng)n=5時,XL=0.04XC
則當(dāng)n=5時,XL=0.02XC
從式(2)可以看出,當(dāng)nXL-XC/n>0即電容器組回路呈感性時,可使諧波電流減小,抑制諧波電流的電抗值應(yīng)滿足nXL-XC/n>0的條件,又考慮到電抗值應(yīng)有余量,工程上常取可靠系數(shù)為1.5,串聯(lián)電抗器的電抗值應(yīng)按下式選取:
XL=aXC (3)
如限制5次諧波電流,則應(yīng)取:
XL=1.5(0.04XC)=0.06XC
則:XL/XC=0.06
式中0.06為限制5次諧波電流時,電抗器工頻額定電抗XL與電容器工頻額定容抗XC的比值,稱為電抗率,用字母K表示。
即:K= XL/XC (4)
在5次諧波時,由式(4)可知,電抗率K=6%時,才能補(bǔ)償支路的5次諧波電抗呈感性,才能有效地抑制高次諧波,并將合閘涌流限制在5倍額定電流左右。
額定電抗率
XL=0.1%~1%×c — 不考慮諧波影響,僅需抑制合閘涌流
XL=4.5%~6%×c — 限制5次高次諧波的影響
XL=12%~13%×c— 限制3次高次諧波的影響
額定頻率:用于50Hz和60Hz電力系統(tǒng)中
4.結(jié)束語
隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展,為節(jié)約能源,改善供電品質(zhì),提高無功補(bǔ)償水平。在電容器組中采用串聯(lián)電抗器是一種行之有效的好辦法,但要注意現(xiàn)場應(yīng)用條件,按現(xiàn)場條件與要求進(jìn)行設(shè)計才能達(dá)到預(yù)期的效果。若主要是為限制諧波,其電抗率宜按6%來選擇串聯(lián)電抗器;若主要是為限制涌流和短路電流其電抗率宜選0.2%~1%的空心式電抗率,才能式涌流和諧波得到較好的抑制。
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