直流电抗器介绍和使用

直流电抗器，又称平波电抗器，主要用于变流器的直流侧，在通用变频器上有较多的应用。

电抗器中有流过的具有交流分量的直流电流。

主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值，保持整流电流连续，减小电流脉动值，改善输入功率因数，并可以抑制变流装置产生的谐波。

其具体的功能有：
◆ 改善电容滤波造成的输入电流波形畦变。

◆ 减少和防止因冲击电流造成整流桥损坏和电容过热。

◆ 提高功率因素，降低直流母线交流脉冲。

◆ 限制电网电压的瞬变。

1、电抗器适用于无功功率补偿和谐波的治理系统中，可以改善功率因数，对谐波起滤波作用，以抑制电网电压波形畸变，从而改变电网质量和保证电力系统安全运行。

2、进线电抗器用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷,它既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。

3、直流电抗器(又称平波电抗器)主要用于变流器的直流侧，电抗器中流过的具有交流分量的直流电流。

主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续，减小电流脉动值,改善输入功率因数.
4、输出电抗器的主要作用是补偿长线分布电容的影响，并能抑制输出谐波电流，提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,起到保护变频器,减小设备噪声的作用。

电抗器在变频器系统中的应用
1 引言
随着电力电子技术的迅速发展，从 20世纪 90年代以来交流变频调速已成为电气传动的主流，其应用范围日益广泛。

但是由于变频器被使用在各种不同的电气环境，若不采取恰当的保护措施，就会影响变频器运行的稳定性和可靠性。

实践证明，适当选配电抗器与变频器配套使用，可以有效地防止因操作交流进线开关而产生的过电压和浪涌电流对它的冲击，同时亦可以减少变频器产生的谐波对电网的污染，并可提高变频器的功率因数。

因此探讨与变频器配套用的各类电抗器的作用
和容量选择等问题是十分必要的。

2 变频器系统配套用的三种电抗器 :
与变频器配套用的电抗器有 3种：
1）进线电抗器 LA1 又称电源协调电抗器，它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效地保护变频器和改善其功率因数。

接入与未接入进线电抗器时，变频器输入电网的谐波电流的情况，示于图 1。

从图1可以看出接入电抗器后能有效地抑制谐波电波。

2）直流电抗器 LDC 直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间， LDC能使逆变环节运行更稳定，及改善变频器的功率因数。

3）输出电抗器 LA2 接在变频器输出端与负载（电机）之间，起到抑制变频器噪声的作用。

3 需要安装进线电抗器的场合
进线电抗器既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，当电源容量很大时，更要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有害的。

因此接入进线电抗器，对改善变频器的运行状况是有好处的。

根据运行经验，在下列场合一定要安装进线电抗器，才能保证变频器可靠的运行。

1）电源容量为 600 kVA及以上，且变频器安装位置离大容量电源在 10m以内，如图 3所示：
2）三相电源电压不平衡率大于 3％。

电源电压不平衡率 K按式（ 1）计算：
3）其它晶闸管变流器与变频器共用同一进线电源，或进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容
器装置。

4 进线电抗器容量的选择
进线电抗器的容量可按预期在电抗器每相绕组上的
压降来决定。

一般选择压降为网侧相电压的 2％～ 4％，也可按表 1的数据选取。

电感量 L的计算公式如式（ 2）所示：L= △ UL/(2 π
fIn)=0.04Uv ø /( π fIn)
式中： UV ——交流输入相电压有效值（ V）；
Δ UL——电抗器额定电压降（ V）；
In ——电抗器额定电流（ A）；
f ——电网频率（ Hz）。

进线电抗器压降不宜取得过大，压降过大会影响电机转矩。

一般情况下选取进线电压的 4％（ 8.8 V）已足够 ,在较大容量的变频器中如 75 kW以上可选用 10 V压降。

5 直流电抗器和输出电抗器的作用
在有直流环节的变频系统中，在整流器后接入直流电抗器可以有效地改善功率因数，配合得当可以将功率因数提高到 0.95，另外，直流电抗器能使逆变器运行稳定，并能限制短路电流，所以很多厂家生产的 55 kW以上的变频器都随机供应直流电抗器。

输出电抗器的主要作用是补偿长线分布电容的影响，并能抑制变频器输出的谐波，起到减小变频器噪声的作用。

有些厂家还提供有输出电抗器与无输出电抗器时，连接电机的导线允许的最大长度，表2是西门子公司提供的数据。

来源:输配电设备网
6 三相交流进线电抗器的设计计算
当选定了电抗器的额定电压降Δ UL，再计算出电抗器的额定工作电流 In以后，就可以计算电抗器的感抗XL。

电抗器的感抗 XL由式（ 3）求得：
XL=Δ UL/In (Ω )(3)
有了以上数据便可以对电抗器进行结构设计。

电抗器铁芯截面积 S与电抗器压降Δ UL的关系，如式（ 4）所示：
式中：Δ UL——单位 V；
f——电源频率（ Hz）；
B ——磁通密度（ T）；
N——电抗器的线圈圈数；
Ks——铁芯迭片系数取 Ks=0.93。

电抗器铁芯窗口面积 A与电流 In及线圈圈数 N的关系如式 (5)所示：
A=InN/(jKA)(5)
式中： j——电流密度，根据容量大小可按 2～ 2.5 A/ mm2选取；
KA——窗口填充系数，约为 0.4～ 0.5。

铁芯截面积与窗口面积的乘积关系如式（ 6）所示：SA=UI/(4.44fBjKsKA× 10－4)（ 6）
由式 (6)可知，根据电抗器的容量 UI(=ΔULIn)值，选用适当的铁芯使截面积 SA的积能符合式 (6)的关系。

假设选用 B=0.6 T， j=200 A/cm2 ， Ks=0.93，KA=0.45，设 A=1.5S,则电抗器铁芯截面与容量的关系为：
为了使进线电抗器有较好的线性度，在铁芯中应有适当的气隙。

调整气隙，可以改变电感量。

气隙大小可先选定在 2～ 5 mm内 ,通过实测电感值进行调整。

来源:
7 电抗器电感量的测定
7． 1 直流电抗器 LDC电感量的测定铁芯电抗器的电感量和它的工作状况有很大关系，而且是呈非线性的，所以应尽可能使电抗器处于实际工作条件下进行测量。

图 4所示是测量直流电抗器的电路。

在电抗器上分别加上直流电流 Id与交流电流 I～，用电容 C=200 μF隔开交直流电路，测出 LDC两端的交流电压 U～与交流电流 I～，可由式（ 9）、式（ 10）式近似计算电感值 L。

7． 2 交流电抗器电感量的测定带铁芯的交流电抗器的电感量不宜用电桥测量，因为测电感电桥的电源频率一般是采用 1 000 Hz，因此测电感电桥只可用于测量空心电抗器。

对于用硅钢片叠制而成的交流电抗器，电感量的测量可用工频电源的交流电压表——电流表法测量，如图 5所示。

通过电抗器的电流可以略小于额定值，为求准确可以用电桥测量电抗器线圈内阻 rL，每相电感值可按式（ 11）计算：
来源:
式中： U——交流电压表的读数 (V)；
I——交流电流表的读数 (A)；
rL——电抗器每相线圈电阻 (Ω )。

由于电抗器线圈内阻 rL很小，在工程计算中常可忽略。

注册电气工程师专业考试（供配电专业）2010年考试心得与复习建议
我于2010年9月参加了注册电气工程师专业考试（供配电专业），分数为：专业知识（上）72分，专业知识（下）83分，专业案例（上）41分，专业案例（下）39分。

在这个论坛里收获了很多，希望能把自己的复习经验和心得留下来，帮助更多的人顺利通过注册电气专业考试。

复习用书建议（必备）：
（1）指导书：《注册电气工程师（供配电专业)/执业资格考试专业考试复习指导书》中国电力出版社。

（2）手册：
1、《钢铁企业电力设计手册》（上册）和《钢铁企业电力设计手册》（下册）治金工业出版社；
2、《工业与民用配电设计手册》第三版中国电力出版社；
3、《照明设计手册》第二版中国电力出版社；
4、《电气传动自动化技术手册》第2版机械工业出版社。

（3）规范：
注册电气工程师(执业资格考试专业考试相关标准)(供配电专业)或者买59本规范的单行本（其实买重点考察的22本就行，下面会细说）。

总结：指导书（1本）+手册（4本）+规范（汇编或者单行本），即可应付考试，至于其他书籍完全不需要买。

第1天专业知识考试复习经验：
专业知识考试分上午和下午，上、下午各70道题，其中单选题40题，每题分值为1分，多选题30题，每题分值为2分，试卷满分200分。

上下午合并计分，120分通过。

专业知识考试所有的题目基本只要你知道这题的出自哪个规范或手册，并且翻到那里，答案就出来了。

因为题干和选项都是规范或者手册里的原文，基本是一字不改。

但是总共59本规范，据我复习以及这么多年考试真题的总结，其中22本规范是考的比较多的，所以
可以专攻这22本规范，下面我会详细说明。

重点考察的22本规范：
1、《电流通过人体的效应》GBT13870.1－1992；
2、《建筑物电气装置》GB16895.3－2004；
3、《3kV-110kV高压配电装置》GB50060－2008；
4、《电力工程电缆设计规范》GB50217－2007；
5、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058－1992；
6、《低压配电设计规范》GB50054－1995；
7、《建筑物防雷设计规范》GB50057－1994(2000年版)；
8、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DLT620－1997；
9、《交流电气装置的接地》DLT621－1997；
10、《建筑照明设计标准》GB50034-2004；
11、《导体和电器选择设计技术规定》DL5222－2005；
12、《低压配电设计规范》GB50054－1995；
13、《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－1994；
14、《供配电系统设计规范》GB50052－1995；
15、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062－2008；
16、《电力工程直流系统设计技术规定》DLT5044－2004；
17、《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-1998；
18、《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061－1997；
19、《并联电容器装置设计规范》GB50227－2008；
20、《35-110kV变电所设计规范》GB50059－1992；
21、《民用建筑电气设计规范》JGJ16－2008；
22、《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061－1997；
至于每本规范具体考察的条款也基本是固定的，《建筑物防雷设计规范》GB50057－1994(2000年版)一般是考察条款2.0.3
第一类、第二类防雷建筑物的划分。

这个看看历年真题就基本可知重点。

总结出来的这22本重点考察的规范一定要认真看看，至少应该看到题干就知道是出自哪本规范的大概什么位置，这样考试时候才能迅速翻到，节约时间。

另外第一天专业知识的很多内容出自《钢铁企业电力设计手册》和《工业与民用配电设计手册》，但是不需要全部都看，是有重点的。

第2天专业案例考试复习经验：
第二天为案例题，上午25道必答题，下午选答25道题（下午一般有40题，选答25题就行）。

满分是100分，上下午合并计分，60分通过。

第二天的专业案例题主要出自《民用建筑电气设计规范》JGJ16－2008、《钢铁企业电力设计手册》、《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－1994和《工业与民用配电设计手册》等。

我复习的时候是按照真题来，一题题搞懂。

手册基本上没有专门看过，都是在做题过程中熟悉，在真题上每道题上表明依据出处，方便查找。

可能单纯看书理解不了的东西放到实际工程中就理解了，也明白了图纸上每一笔的真正含义，这种感觉非常好，也坚定了我考试的决心，考试的目的不是那一指空证，而是一种良好的学习和工作的态度。

我想强调一点，注册电气专业考试不是“看”过去的，而且“做”过去的；是靠“应试”，而不是靠“实力”。

因为这个考试完全是需要应试的，死看书的效果并不好，所以一定要做题目，做历年真题（我是在qq 1743823358 此人手里买的05-09历年真题，帮助很大，价格公道，质量很好），要掌握应试的诀窍。

归纳起来就是：做真题+查规范和手册。

注意：我是把“做真题”放在最前面，很多人复习方法不对，抱的厚厚的规范和手册死看，不知道重点在哪，看了一半就快到考试了，迷迷糊糊就上了考场，这样是不可能通过的。

最好的方法是把历年供配电专业的真题搞到，一题题的做，这样就知道其实每年的题目是大同小异，考的重点也差不多，这样看手册和规范就有选择性了。

注意：规范和手册不是用来“看”的，是用来“查”的！真题看到了哪个手册或规范的知识点，你就去翻对应的手册或者规范，这样效率非常高，事半功倍。

因为注册电气专业考试（包括基础考试）的特点是真题的重复率非常高，而且每年的重点比较类似，甚至一模一样的题目也不少。

最后祝大家都能顺利通过注册电气工程师供配电专业考试！
直流电抗器
安科利（上海）电气有限公司
一、说明：
此产品采用优质矽钢片和导线经先进的工艺精制而成，具有体积小、温升低、无噪声等特点。

通常安装在变频器直流调速器的输入或输出端，可抵制变频器产生的谐波向电网传递，减少变频产生的谐波对其他元件的干扰，改善电网质量、提高功率因数并限制电网电压的异常波动和电网上的冲击电流、平抑波形、减少对变频器的影响。

用在变频器直流调速器的输出端，限制变频器与电机连接电缆的容性充电电流钝化变频器的PWM波的电压上升率。

提高功率因数补偿因数、改善电网质量、平抑波形，是变频与电机间重要元件之一。

二、结构特点：
1.该电抗器分为三相和单相两种，均为铁芯干式。

2.铁芯采用优质低损砂耗优质硅钢片，芯柱由多个气隙分成均匀小段，气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，以保证电抗气隙在运行过程中不发生变化。

3.线圈采用优质导线绕制，排列紧密且均匀，外表不包绝缘层，具有极佳的美感且有较好的散热性能。

4.电抗器的线圈和铁芯组装成一体后以过预烘→真空浸漆热烘固化→这一工艺流程，采用H级浸渍漆，使电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起，不但大大减小了运行时的噪音，而且具有极高的耐热等级，可确保电抗器在高温下亦能安全地无噪音地运行。

5.电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料，确保电抗器具有较高的品质因数和较低的温升，确保具有较好的滤波效果。

6.外露部件均采取了防腐蚀处理，引出端子采用镀锡铜管端子。

7.该电抗器与国内同类产品相比具有体积小、重量轻、外观美等优点，可与国外知名品牌相媲美。

三、使用环境条件：
1.海拔高度不超过2000米。

2.运行环境温度-25℃～+45℃，相对湿度不超过90%。

3.周围无有害气体，无易燃易爆物品。

4.周围环境有良好的通风条件，如装在柜内，应加装通风设备。

四、性能参数：
1.适用于任何品牌变频器
2.压降：分5V和9V两种
3.额定绝缘水平5KV/min.
4.电抗器各部位的温升限值：铁芯不超过85K，线圈温升不超过95K。

5.电抗器噪声不大于45dB
6.电抗器能在工频加谐波电流不大于1.35倍额定电流下期运行。

7.电抗值线性度：在1.8倍额定电流下的电抗值与额定电流下的电抗值之比不低于0.95.
8.三相电抗器的任意两相电抗值之差不大于±3%。