串联电抗器进行无功补偿的必然性

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电容串联用电抗器主要有两个作用

电容串联用电抗器主要有两个作用

电容串联用电抗器主要有两个作用:1、抑制合闸是的冲击涌流,由电路原理我们知道,电容器没充电前电压为0V,且电容器两端电压不能突变,所以电容器在投入瞬间理论上相当于短路,当电网电压不过零时投入电容器会有很大的合闸涌流,对电网和开关器件冲击很大;而电抗器(即电感)正好相反,他当中的电流不能突变,因合闸涌流的前锋很陡(即突变量很大),它要通过电抗器,电抗器中产生很高的反电动势阻止其通过,所以串联电抗器后能有效的降低合闸涌流;2、具有抑制一定频率谐波的功能,电容器与电抗器串联组成了一个LC串联电路,他具有特定的固有频率f=1/(2TT(LC)^1/2);当外界频率等于他的固有频率时理论上LC回路表现出零阻抗,通常低压串联电抗器常用有 4.5%、5%、5.5%、6%、12%等几种,分别用来抑制5、4、3次谐波。

限流电抗器在无功补偿里的作用就是保护电容器,在这里更应该叫做串联电抗器,使用7%电抗率的电抗器比较合理,6%的野可以考虑,5%的就差点了,因为5%的谐振点是227赫兹,6%的是204,7%的是189,这阵子情况下,5%的往5次谐波偏移的可能性比较大,6%的可能会接近200赫兹,虽然说偶次谐波一般不考虑,但是某些特定环境下可能还会出现的。

如果三次谐波比较严重的话还要考虑使用14%的电抗器,使用12%的是不能达到效果的,可能会引起严重谐振。

低压串联电抗器一、用途该系列干式铁芯串联电抗器用于低压无功补偿柜中,与电容器相串联,当低压电网中有大量整流、变流装置等谐波源时,其产生的高次谐波会严重危害主变及其它电器设备的安全运行。

电抗器与电容器相串联后,能有效地吸收电网谐波,改善系统的电压波形,提高系统的功率因数,并能有效地抑制合闸涌流及操作过电压,有效地保护了电容器。

二、结构特点1.该电抗器分为三相和单相两种,均为铁心干式。

2.铁芯采用优质低损耗进口冷轧取向硅钢片,芯柱由多个气隙分为均匀小段,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。

无功补偿的作用及原理

无功补偿的作用及原理

无功补偿的作用及原理无功补偿是一种通过补偿电网中无功功率的不足或过剩,使其功率因数达到合理水平的技术手段。

它对于提高电网的稳定性、降低线路损耗、改善电压质量、减少电能浪费等方面起到了重要的作用。

以下将对无功补偿的作用及原理进行精辟的讲解。

无功功率是电能输送过程中所需产生的无用功率,它并不参与实际的能量转换,却负有维持电网稳定运行的重要责任。

在电能输送过程中,电流通过导线时会产生磁场,如同一辆旋转的飞轮,磁场带着电流做匀速旋转,进而造成无功功率。

显然,无功功率的存在造成了电网能量的浪费,同时也导致了电压下降、电网稳定性降低、线路损耗增加等问题。

无功补偿通过引入一定的无功电力,在电网中达到无功功率平衡,使得功率因数接近1,从而改善不平衡状态。

它主要分为容性无功补偿和感性无功补偿两种方式,其原理如下:1.容性无功补偿:容性无功补偿是通过连接并行电容器来补偿电感性负载产生的感性无功功率。

电容器的特性使其能够存储和释放电能,在电压的周期性变化过程中,通过释放存储的能量来抵消电网中的感性无功功率,从而实现功率因数的提高。

容性无功补偿主要应用于感性负载较大的场合,如电动机和变压器等,能够有效地降低电网的无功功率。

2.感性无功补偿:感性无功补偿是通过连接串联电抗器来补偿负载产生的容性无功功率。

电抗器具有阻碍电流变化的作用,当电压周期性变化时,电抗器会吸收部分电能用于克服负载的容性无功功率,从而实现功率因数的提高。

感性无功补偿主要应用于容性负载较大的场合,如电力电子装置和电动机等。

1.提高电网的稳定性:无功补偿能够抑制电网中的无功功率波动,保持电压稳定,提高电网的供电质量和可靠性。

尤其在大型电力系统中,通过无功补偿可以减小系统的稳定边界,提高系统的稳定裕度。

2.降低线路损耗:电网中存在一定的输电线路电阻和电感,由于电流通过线路时会产生电阻损耗和感性无功功率,导致线路的传输能力下降和电能损耗增加。

通过无功补偿可以减小线路中的无功功率,降低线路损耗。

串联电抗器在电力系统无功补偿中的优化配置方法研究

串联电抗器在电力系统无功补偿中的优化配置方法研究

串联电抗器在电力系统无功补偿中的优化配置方法研究随着电力系统不断发展和电力负荷增加,无功功率对电力系统的稳定性和经济性具有重要影响。

为了解决无功功率引起的电压的偏离和受电设备损坏的问题,串联电抗器被广泛应用于电力系统中进行无功补偿。

本文将研究串联电抗器在电力系统无功补偿中的优化配置方法。

首先,我们需要了解串联电抗器在电力系统中的作用。

串联电抗器主要用于提供无功功率补偿,以调整系统的功率因数。

通过引入串联电抗器,电力系统可以实现无功功率的自动补偿,降低电网的传输损耗,提高电力系统的运行效率。

其次,为了确定串联电抗器的优化配置方法,我们需要考虑以下因素:1. 电力系统的功率因数要求:不同的电力系统对功率因数的要求会不同。

优化配置方法需要考虑电力系统的功率因数要求,以确保系统的功率因数在合理范围内。

2. 负荷变化对功率因数的影响:负荷变化会导致电力系统功率因数的变化。

优化配置方法需要考虑负荷变化对系统功率因数的影响,并根据情况调整串联电抗器的容量。

3. 无功功率的补偿效果:优化配置方法需要考虑串联电抗器对无功功率的补偿效果。

通过模拟和实验,可以确定最佳的串联电抗器配置方法,以实现最佳的无功功率补偿效果。

4. 经济性考虑:在优化配置方法中,需要考虑电力系统的经济性。

即通过最佳的串联电抗器配置,实现无功功率补偿的同时,降低系统的运行成本。

基于以上考虑,可以采用以下步骤进行串联电抗器的优化配置:第一步:收集电力系统的运行数据,包括电力系统的负荷数据、功率因数要求、无功功率数据等。

第二步:根据收集到的数据,建立电力系统的模型,包括负荷模型、电源模型和传输线模型等。

第三步:通过模拟和实验,确定不同负荷下的功率因数变化情况,并找出功率因数偏离要求的原因。

第四步:根据功率因数偏离要求的原因,确定串联电抗器的配置方法。

可以考虑增加或减少串联电抗器的容量,并调整其位置,以达到最佳的功率因数补偿效果。

第五步:通过经济性分析,确定最佳的串联电抗器配置方法。

无功补偿串联电抗器的作用

无功补偿串联电抗器的作用

无功补偿串联电抗器的作用
无功补偿串联电抗器以其独特的功能而闻名,它既能补偿电流系统中由于电压变低、相位调制而消失的无功功率变化,又能控制系统中的电流波动,降低系统中的过载状态,以满足系统安全运行的要求。

无功补偿串联电抗器可以有效地改善电网的供电可靠性和电网安全性,提高了线路服务质量,避免了由电压降低而导致的线路负荷及资源浪费现象。

无功补偿串联电抗器能够维持电压的稳定性,帮助线路运行更稳定,减少停电情况,满足线路安全运行的标准。

此外,无功补偿串联电抗器还能有效降低交流负荷的变动对电压的影响,防止潮流的失衡状态,避免发生瞬间大电流的短路故障,并减少电流暂态过大的损失,降低了受损设备的维护成本,从而提高系统的运行可靠性。

此外,由于无功补偿串联电抗器可将系统中的负载分布在不同的节点从而减小线路损耗,有助于提高系统的能量效率,保证系统中电能最大限度地得到利用。

另外,无功补偿串联电抗器还可以保护负载设备,实现系统负载的限电、软启动和保护,从而提升系统的安全性。

总之,无功补偿串联电抗器具有多项功能和多种优势,既可改善电网的供电可靠性,降低线路服务质量的不稳定性,又可增强系统的能量效率,保护负载设备,提升系统的安全性。

因此,无功补偿串联电抗器可以说是现代电网综合运行技术中不可或缺的重要组成部分。

并联电容器串联电抗器利与弊

并联电容器串联电抗器利与弊

在理性负载两端并联电容器,这是电网最常用的无功补偿办法,也是进步功率因数改善电压质量节能降损的有效措施。

为满足电网和用电设备对电压质量的请求,依据无功负荷变化而投切适量的电容量。

但是在电容器投运合闸霎时将产生幅值很大,频率很高的合闸涌流。

若电容器接入处电网村谐波污染,由于电容器的容性阻抗特性,将对谐波电流起到放大作用。

风险的过电流必将对电气设备产生不良影响,严重时常常还会形成设备的损坏。

为防止谐波对补偿安装的影响,则在电容器回路采用串联电抗器的措施,这既不影响电容器的无功补偿作用,又能抑止高次谐波。

所以在补偿电容器回路串联电抗器,具有抑止高次谐波,限制合闸涌流的效果。

但是运转理论标明,电容器回路串联电抗器后,在无功补偿安装投运合闸时还可能产生过电压,以及电容器端电压升高和运用寿命缩短等负面影响,现就电容器回路串联电抗器的利和弊做些剖析。

1电容器回路串联电抗器的益处1.1限制合闸涌流无功补偿电容器在投运合闸霎时常常会产生冲击性合闸涌流,这是由于初次合闸的电容器处于未充电状态,流入电容器的电流仅受回路阻抗的限制。

因该回路接近短路状态,回路阻抗很小,故而会产生很大冲击涌流。

GB50227—95《并联电容器安装设计标准》中合闸涌流的计算式为:式中:Ie——电容器组额定电流;XC——电容器组一相容抗值Xs——电容器组与电网间电抚值Sd——合闸点系统的短路容量Qc——电容器组容量合闸涌流倍数,K值时随合闸点短路容量的增大和电容器组容量的减小而增大,普通为3——10倍。

电容器组回路加装串联电抗器后的合闸涌流倍数为:K值时随母线短路容量的增大,或电抗器感抗占电容器容抗的百分数的增加而大幅度减小,故而串联电抗器后能起到限制合闸涌流的作用。

1.2抑止高次谐波当补偿电容器接入处电网存在谐波时,电容器对n次谐波的容抗降为XC/n,系统电感对n次谐波的感抗升为nxs。

电网存在有n此谐波时,假如nxs=XC/n,则产生n次谐波谐振现象。

无功补偿的作用与必要性

无功补偿的作用与必要性

无功补偿的作用与必要性①无功电流的产生与损耗大家知道,我们的工厂低压配电是通过厂用变将10KV变成400V,然后通过低压配电系统,给用电设备提供电源,驱动动力设备工作的,动力设备多为感性负载。

如电动机、电焊机、空调机等。

当它投入运行以后,将产生很大的感性电流,这种电流它不做工,是无功电流。

由于它的存在,使得在配电网络中及变压器中,流过的电流就是电感电流与电阻电流之和,即I=I R+I L。

而变压器的容量是电流乘电压,即S= 3 UI(KVA)。

当电压一定时,要使变压器的容量得到充分利用,就必须减小电流,而减小电流的唯一办法,就只能使I L电感电流尽量减少。

同时由于I L电感电流的存在使得损耗大量增加,它的损耗大小与I L电感电流的平方成正比,这些损耗在变压器及线路中转变成热量散发,使得变压器及配电设备温度升高。

不仅影响设备的利用率,还由于温度过高,破坏设备的绝缘,缩短设备的使用寿命,甚至损坏设备。

所以怎样减少电感电流,就成了企业减少能源损耗,设备挖潜增加经济效益与社会效益的必经之路。

下面我们以调查东莞某外资企业的情况加以说明:该企业安装630KVA变压器两台,根据监测结果。

补偿前平均功率因数COS=0.71(还不算太低)总输出电流385.5A,总无功功率186KVAR,补偿后平均功率因数COS=0.985,总输出电流只有284A,总无功功率只有34KVAR,从而使:a) 无功功率下降率为Q=(1-Q2/Q1)×100%=(1-34/186)×100%=81.72%b) 减少线损率为▲P=[1-( I2/I1) 2]×100%=[1-( 284/385.5) 2]×100%=45.73%由此可见,投入补偿后明显减少了无功功率提高了功率因数,减少了电流和线损率。

②优化电能质量a) 抑制波动负荷和冲击负荷造成的电压波动和电压闪变,滤除高次谐波。

大家知道,投入、切除感性负载时,根据电磁原理,一定会产生操作过电压,这种过电压是由于感性负载电流突变产生的高次谐波形成的,而高次谐波对于电容来说相当于短路状态,所以电容是高次谐波的吸收器。

无功补偿的必要性

无功补偿的必要性

一、无功补偿的必要性现代化的企业中,电动机等感性负荷占据相当大比重,为了保证电动机拖动系统的可靠性,在选择电动机的时候,往往容量偏大,出现“大马拉小车”的现象,使电机的负荷率降低,造成功率因数和效率下降。

电机的最高效率一般在75%至满负荷期间出现,而它的功率因数则在满负荷时最高。

它们在消耗有功功率的同时,也需要吸收大量无功功率。

无功功率的出现不仅导致发电机出力下降,降低了输配电设备效率,而且还增大了网损,严重影响供电质量。

解决这一问题,目前主要措施是增容,即扩大变压器和配电线路容量,从而提高供电能力。

但是,增容投资大,施工工程量大,周期长。

无功补偿对企业的节能降耗意义非常大。

假如COSØ=0.7,则SINØ=0.71,此时整个配电室有功功率与无功功率基本相等,输电线路、变压器的负载有一半是无功功率,况且线路、变压器的损耗与电流平方成正比,这个数字非常庞大。

;如果把功率因数提高到0.95 以上,无功功率大大降低,节能效果显著。

大部分企业对无功补偿的认识不足,仅仅是为了应付电力部门力调电价的考核,重视了变电站内的高压无功补偿,而厂区内的低压无功补偿往往不被重视,甚至忽视。

部分企业动力车间为了减少故障率,减少设备的维护费用,低压无功补偿处于退出状态,功率因数偏低。

部分企业认为有自备电厂,发电机可以输出无功功率,企业与电厂之间输电距离又短,降低线损意义不大,所以忽视了无功补偿。

其实,降低线损仅仅是其中一个指标,管理者忽视了发电机的有效出力,如果无功就地补偿,发电机在煤耗增加不多的情况下多发有功功率,减少从网上的购电量,从节能将耗的角度来分析,企业的利润会更可观。

随着节能降耗的意识加强,发电厂内部的厂用电也逐渐在进行无功补偿,提高厂变利用率,降低内部损耗。

二、低压无功补偿的现状和发展低压无功补偿的发展经历了4 代,第一代产品是常规的机械开关电器,自从有无功补偿开始,就一直延续到现在,目前还有很多客户在使用。

无功赔偿用串联电抗器的功用与效果

无功赔偿用串联电抗器的功用与效果

无功赔偿用串联电抗器的功用与效果如今工矿公司无功赔偿多选用分组主动盯梢赔偿,单组容量多为900kvar以下,通常都将电力电容器,串联电抗器及真空接触器等装于同一柜内,这么就恳求电抗器体积小、功用好、分量轻、便于设备维护;现对无功赔偿用串联电抗器的用处、功用介绍如下。

一、串联电抗器类种1、油浸式铁芯电抗器;2、干式铁芯电抗器;3、T•式空芯电抗器;4、干式半芯电抗器;5、干式磁屏蔽电抗器;二、无功赔偿电抗器用处分为:1、限流电抗器;、按捺谐波电抗器;3、滤波电抗器;三、串联电抗器的效果是多功用的,首要有:1、降低电容器组的涌流倍数和涌流频率,便于挑选配套设备和维护电容器。

依据GB50227规范恳求应将涌流捆绑在电容器额外电流的20倍以下,为了不发作谐波拓展(谐波牵引),恳求串联电抗器的伏安特性尽量为线性。

网络谐波较小时,选用捆绑涌流的电抗器;电抗率在0.1%-1%支配即:可将涌流捆绑在额外电流的10倍以下,以削减电抗器的有功损耗,并且电抗器的体积小、占地上积小、便于设备在电容器柜内。

选用这种电抗器是即经济,又节能。

2、串联滤波电抗器,电抗器阻抗与电容器容抗全调谐后,构成某次谐波的沟通滤波器。

滤去某次高次谐波,而降低母线上该次谐波的电压值,使线路上不存在高次谐波电流,行进电网的电压质量。

滤波电抗器的调谐度:XL=omega 儿=l/n2XC=AXC式中A—调谐度(%)XL—电抗值(Omega;)XC—容抗值(Omega;)n-谐波次数L—电感值(mu;H)omega;——314各次谐波滤波电抗器的电抗率3次谐波为11.12%5次谐波为4%7次谐波为2.04%11次谐波为0.83%高次谐波为0.53%按上述调谐度配备电抗器,可满意滤除各次谐波。

3、按捺谐波的电抗器,先决条件是需要了解电网的谐波状况,查清周围用电户有无大型整流设备、电弧、炼钢等能发作谐波的设备,有无功用不超卓的高压变压器及高压电机,尽或许实测一下电网谐波的实习量值,再依据实习谐波量来配备恰当的电抗器。

串联电抗器的作用

串联电抗器的作用

串联电抗器的作用一、电抗器是什么通常在电路当中的电容与电感对于交流所产生的阻碍作用我们可以称这种现象叫做电抗,而符号则是用X来进行表示。

电抗器是什么?在行业中也有人称之它为电感器,是由一个导体在通电的状态下时,就会在它所占用的一定空间范围里引起磁场,因此所有能够载流的电导体都会有一般意义上的感应性能。

然而在这种情况下的通电长直导体的电感会相对的比较小,从而使得所产生的磁场也就不会那么的强,所以实际应用下的电抗器是采用了导线环绕成螺线管的结构形式,这种类型可称它为空心电抗器。

同时有些特殊使用要求为了可以让螺线管具备较强的电感性能,会利用铁芯插入到管中的方式组成结构,而这种类型可称它是铁芯电抗器。

总体来讲电抗可以被分作容抗与感抗,我们要是对这些叫法用专业的角度去归类的话,那么则是感抗器也就是(电感器)以及容抗器(电容器)统称为电抗器。

二、电容器的作用由于其类型较多并且作用都各不相同,所以在这里从电路原理上来讲电抗器可分为两种大类都有串联与并联,而它们的主要作用就是可实现限流与滤波。

接下来我们就详细的讲讲不同类型电抗器的作用是什么,具体情况如下:1、并联电抗器的作用:它具有能够改变和完善电力系统无功功率相关运行状况的许多功能,常常被应用于无功补偿中。

简单的来说电抗器可以起到改善长输电线路上面的电压分布作用,可实现吸收电缆线路中的充电容性无功,并且电抗器还能有效的防止发电机带长线路时会发生自励此谐振现象。

2、串联电抗器的作用:一般情况下它主要是用来起到限制短路电流的作用,不仅如此也有能够在滤波器当中和电容器实现串联或者是并联,从而可以起到限制电网中所产生的高次谐波,确切的来讲串联电抗器就是起到限流作用。

3、直流电抗器的作用:通常被安装在变频系统中的直流整流环节和逆变环节两个单位之间,主要用途就是能够把叠加到直流电流上的交流分量限制在某一项规定的数值中,可以有效的确保了整流电流的持续性并且还能降低电流脉冲数值,从而直流电抗器能促使逆变环节的运作更加的可靠与稳定,同时起到改善了变频器的功率因数的作用(具体可根据下图所示)。

电力系统无功补偿的意义及补偿方案

电力系统无功补偿的意义及补偿方案

电力系统无功补偿的意义及补偿方案电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。

在电力系统中,整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源,因此必须进行无功补偿。

合理的无功补偿和有效的电压控制,不仅可保证电压质量,而且将提高电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。

·8.1 提高功率因数的意义在用电设备中按功率因数划分,可以有以下三类:电阻性负荷、电感性负荷、电容性负荷。

在用电设备中绝大部分为感性负荷。

使用电单位功率因数小于1。

功率因数降低以后,将带来以下不良后果:1)使电力系统内电气设备的容量不能充分利用,因发电机和变压器电流是一定的,在正常情况下是不允许超过的,功率因数降低,则有功出力将降低,使设备容量不能得到充分利用。

2)由于功率因数降低,如若传输同样的有功功率,就要增大电流,而输电线路和变压器的功率损耗和电能损耗也随之增加。

3)功率因数过低,线路上电流增大,电压损耗也将增大,使用电设备的电压也要下降,影响异步电动机和其他用电设备的正常运行。

为了保证供电质量和节能,充分利用电力系统中发变电设备的容量,减小供电线路的截面,节省有色金属,减小电网的功率损耗、电能损耗,减小线路的电压损失,必须提高用电单位的功率因数。

改善功率因素是充分发挥设备潜力,提高设备利用率的有效方法。

·8.2 补偿装置的确定:无功补偿装置包括系统中的并联电容器、串联电容器、并联电抗器、同步调相机和静止型动态无功补偿装置等。

1)同步调相机:同步调相机在额定电压±5%的范围内,可发额定容量,在过励磁运行时,它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用,能提高系统电压;在欠励磁运行时,它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用,可降低系统电压。

装有自动励磁调节装置的同步调相机,能根据装设地点电压的数值平滑改变输出(或吸收)无功功率,进行电压调节,但是调相机的造价高,损耗大,维修麻烦,施工期长。

2)串联电容补偿装置:在长距离超高压输电线路中,电容器组串入输电线路,利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗,可以缩短输电线的电气距离,提高静稳定和动稳定度。

无功补偿装置的并联与串联应用分析

无功补偿装置的并联与串联应用分析

无功补偿装置的并联与串联应用分析无功补偿是电力系统中至关重要的一项技术。

在电力系统中,无功功率是指电流与电压之间的相位差所产生的功率。

由于电力系统中普遍存在大量的电感负载和电容负载,导致无功功率在电力传输、输配电中的重要性不言而喻。

无功补偿装置是一种用于调整系统无功功率的设备,能够有效地提高电力系统的运行质量和功率因数。

无功补偿装置主要分为并联和串联两种应用方式。

并联无功补偿装置是指将该装置与电力系统并联连接,共同供电给负载。

而串联无功补偿装置是将该装置串联连接于负载之前,通过对负载的电流进行补偿,达到无功功率的控制与调整。

下面将对这两种应用方式进行详细的分析。

1. 并联无功补偿装置的应用分析并联无功补偿装置是将该装置与电力系统的馈线并联连接,通过自动控制电容器的投切,来实现电力系统的无功功率的补偿。

并联无功补偿装置具有以下几个特点:首先,它能够对电力系统的无功功率进行快速响应。

由于采用了电容器进行补偿,电容器具有较高的响应速度,能够快速地吸收或者释放无功功率,提高电力系统的响应速度。

其次,它能够减少电力系统的传输损耗。

在电力系统中,无功功率的存在会导致输电线路上的电压跌落,从而增加了系统的传输损耗。

而并联无功补偿装置的应用可以通过补充无功功率,使电压稳定,减少线路的传输损耗。

再次,它可以提高电力系统的功率因数。

功率因数是评价电力系统运行质量的重要指标。

并联无功补偿装置的应用可以调整电力系统中的无功功率,从而提高功率因数,降低系统的无功损耗。

总之,通过并联无功补偿装置的应用,可以有效地提高电力系统的运行效率和稳定性,降低系统的无功损耗,改善电力质量。

2. 串联无功补偿装置的应用分析串联无功补偿装置是将该装置置于负载之前,通过调整负载的电流波形,达到控制无功功率的目的。

串联无功补偿装置具有以下几个特点:首先,它能够对负载的无功功率进行精确的调整。

通过改变串联无功补偿装置的补偿电流大小和相位,可以精确地调整负载的无功功率,从而使系统的功率因数达到要求。

串联电抗器的基本原理和应用介绍

串联电抗器的基本原理和应用介绍

串联电抗器的基本原理和应用介绍引言:在电力系统中,为了保证电能的稳定传输,电抗器被广泛应用。

串联电抗器是一种被动元件,通过改变电路的电流波形来实现对电能的控制。

本文将介绍串联电抗器的基本原理以及其在电力系统中的应用。

一、串联电抗器的基本原理串联电抗器是一种电抗性元件,其主要由电感器组成。

它的工作原理基于电感器中的电感效应。

当电源施加电压时,电感器会产生自感电动势,从而阻碍电流的变化。

这样,串联电抗器就可以通过改变电路中的电流波形来实现对电能的控制。

1.1 电感器的基本原理电感器是一种用来储存电磁能量的被动元件。

它通过线圈中的电流在磁场中产生磁感应强度,从而储存电能。

当电流改变时,电感器会产生与电流变化方向相反的电动势,阻碍电流的变化。

这种特性被称为自感性。

1.2 串联电抗器的工作原理串联电抗器通过自感性产生的电动势来阻碍电流的变化。

它将电流限制在一个特定的范围内,从而起到稳定电流的作用。

当电路中的电流增加时,串联电抗器会生成反向电动势,从而降低电流的增长速度;反之,当电路中的电流减小时,串联电抗器会生成与电流变化方向相反的电动势,从而降低电流的减少速度。

通过这种方式,串联电抗器对电能的流动进行控制,保证电路中的电流稳定。

二、串联电抗器的应用串联电抗器作为一种被动元件,其在电力系统中有广泛的应用。

以下将介绍串联电抗器在电力系统中的几个重要应用。

2.1 电力系统中的无功补偿在电力系统中,无功功率是指由于电源电压和电流波形的不匹配而导致的无效功率。

无功功率的存在会造成电能的浪费和损耗。

为了解决这个问题,串联电抗器被用作无功补偿装置。

串联电抗器可以通过自感效应来补偿电路中的无功功率,从而提高电能的传输效率。

2.2 电力系统中的谐波滤波在电力系统中,谐波电流是由非线性负载引起的,如电弧炉、电动机、UPS等。

这些谐波电流会引起电压失真和网络不稳定,对电力系统造成危害。

串联电抗器可以通过限制谐波电流的增长来减少谐波电流对电网的影响。

无功补偿电容器串联电抗器的选用

无功补偿电容器串联电抗器的选用

在高压无功补偿装置中,一般都装有串联电抗器,它的作用主要有两点:1)限制合闸涌流,使其不超过20倍;2)抑制供电系统的高次谐波,用来保护电容器。

因此,电抗器在无功补偿装置中的作用非常重要。

然而,串抗与电容器不能随意组合,若不考虑电容装置接入处电网的实际情况,采用“一刀切”的配置方式(如电容器一律配用电抗率为5%~6%的串抗),往往适得其反,招致某次谐波的严重放大甚至发生谐振,危及装置与系统的安全。

由于电力谐波存在的普遍性,复杂性和随机性,以及电容装置所在电网结构与特性的差异,使得电容装置的谐波响应及其串抗电抗率的选择成为疑难的问题,也是人们着力研究的课题。

电容器组投入串抗后改变了电路的特性,串抗既有其抑制涌流和谐波的优点,又有其额外增加的电能损耗和建设投资与运行费用的缺点。

所以对于新扩建的电容装置,或者已经投运的电容装置中的串抗选用方案,进行技术经济比较是很有必要的。

虽然现有的成果尚不足为电容装置工程设计中串抗的选用作出量化的规定,但是随着研究工作的深入,实际运行经验的积累,业已提出许多为人共识的见解,或行之有效的措施,或可供借鉴的教训。

下面总结电容器串联电抗器时,电抗率选择的一般规律。

1. 电网谐波中以3次为主根据《并联电容器装置设计规范》,当电网谐波以3次及以上为主时,一般为12%;也可根据实际情况采用4.5%~6%与12%两种电抗器:(1)3次谐波含量较小,可选择0.5%~1%的串联电抗器,但应验算电容器投入后3次谐波放大量是否超过或接近限值,并有一定裕度。

(2)3次谐波含量较大,已经超过或接近限值,可以选用12%或4.5%~6%串联电抗器混合装设。

2. 电网谐波中以3、5次为主(1)3次谐波含量较小,5次谐波含量较大,选择4.5%~6%的串联电抗器,尽量不使用0.1%~1%的串联电抗器;(2)3次谐波含量略大,5次谐波含量较小,选择0.1%~1%的串联电抗器,但应验算电容器投入后3次谐波放大是否超过或接近限值,并有一定裕度。

基于串联电容器装置的无功补偿技术研究

基于串联电容器装置的无功补偿技术研究

基于串联电容器装置的无功补偿技术研究无功补偿技术是电力系统中重要的调度手段之一,它对提高电力系统的稳定性、调整电压质量、降低线路损耗等方面具有重要的意义。

而基于串联电容器装置的无功补偿技术作为一种常用的无功补偿手段,已经在实际运行中得到广泛应用。

基于串联电容器装置的无功补偿技术的核心思想是通过串联接入电容器来补偿电力系统中的无功功率,从而提高功率因数和电压质量。

在正常运行状态下,电力系统中由于电感元件的存在,产生了一定的无功功率。

这些无功功率不仅会导致电力资源的浪费,还会影响电力系统的稳定性。

而串联电容器装置的引入可以部分或者完全地抵消这些无功功率,从而起到无功补偿的作用。

基于串联电容器装置的无功补偿技术主要依靠串联电容器对无功功率进行补偿。

在电力系统中,电容器的串联接入可以有效地减小电压与电流之间的相位差,降低电流的无功功率成分,提高功率因数。

通过根据电力系统特点合理选择串联电容器的容量、电压等参数,可以实现对功率因数的准确补偿。

在实际应用中,基于串联电容器装置的无功补偿技术存在许多需要考虑的因素。

首先,合理选择电容器的容量和数量对于无功补偿效果具有重要的影响。

如果电容器容量过小,可能无法完全补偿无功功率;而容量过大,则可能导致过补偿的情况发生,甚至引发电力系统的谐振问题。

其次,由于电容器工作电压的限制,需要对电力系统进行电压等级划分,以确保电容器装置的安全运行。

此外,考虑到电容器自身的损耗、寿命等因素,需要定期对电容器进行维护和检测,确保其正常运行。

基于串联电容器装置的无功补偿技术具有广泛的应用场景。

特别是在电力系统电流负荷较大、无功功率较高的情况下,通过引入串联电容器装置进行无功补偿可以显著提高系统的功率因数和电压质量。

此外,在高压输电线路中,串联电容器装置可以用于控制电压的稳态和瞬态,提高电网的稳定性和可靠性。

然而,基于串联电容器装置的无功补偿技术也存在一些局限性和挑战。

首先,在电力系统中,无功功率的变化是动态的,如何根据电力系统的运行情况及时调整电容器的功率以实现补偿是一个难题。

串联补偿电路与并联补偿电路的问题

串联补偿电路与并联补偿电路的问题

串联补偿电路与并联补偿电路的问题研究引言:无功补偿的两大类型手段,串联补偿与并联补偿, 基于对以上两种无功补偿电路的理解,我们来研究一下串联补偿电路中补偿电路的继电保护问题,并提出保护电路的方案,同时来讨论一下并联补偿与串联补偿的兼容性问题。

1串补电容对线路保护的影响1.1补偿原理串联补偿:通过在线路这种串联电容器(一般长距离输电线路呈感性),改变线路的阻抗特性,从而达到传输的目标。

串联补偿电容器对输电线路的控制是直接的,提供了很强的纵向潮流控制能力。

同时提供了无功补偿。

并联补偿:通过在线路这种并联电容器(或电抗器),通过电容器(或电抗器)向系统产生(或吸收无功功率)。

从而改善潮流分布的目标。

并联电容器向连接的节点提供无功功率,与补偿点相连的所有都将受到不可控的影响,尽管并联补偿是一种很好的电压控制方式,但对系统的纵向潮流控制能力较弱。

1.2串联补偿电路对继电保护向量的影响 1.2.1电压反相通常在非串补线路上,电源流出的短路电流落后于电源电势,母线电压与电源电势基本同相。

但在串补系统中,如从电源到保护安装处的感抗大于容抗,当靠近串补处发生故障时(如图1-1中F1点故障),将导致加在继电器上的电压相位和电源电势相差180°,即保护丈量的电压将发生反向。

在故障序网图中,也会发生电压反向。

图1-1 简易的串联补偿电路系统间隔保护或方向保护的电流方向不会因串补而改变。

这种电压方向的变化将对保护动作的正确性产生影响,但对不以丈量故障电压为参考量的保护(如电流差动保护),则不会造成影响。

1.2.2电流反向在串补线路上,以线路始端母线电压为基准,线路短路电流可能超前于电势,相位变化约180°,即发生电流反向。

当电源负序阻抗小于电容容抗时,保护测得的负序电流也将反方向。

以电流为参考量的保护,如间隔保护、方向保护、电流差动保护,在电流发生反向时,正常的选择性将受到影响。

1.3串联补偿电容对典型继电保护的影响 1.3.1串联补偿电容对间隔保护的影响当串补电容器的保护MOV将串补电容旁路时,间隔保护自然适应,故以下主要讨论串补电容不被旁路的情况。

无功补偿回路串联电抗器的作用

无功补偿回路串联电抗器的作用

无功补偿回路串联电抗器的作用(温州现代集团潘洪进陈建克)摘要:本文主要介绍无功补偿回路串联电抗器防止谐振的工作原理,并计算了串联不同电抗率对应谐振频率、电容器两端电压升高倍数以及实际无功补偿容量增加的倍数。

一、概况随着科学技术的发展,用电负荷发生很大的变化,非线性负荷占用电负荷的比重快速上升。

当然非线性负荷的广泛使用一方面带来巨大的经济效益,另一方面非线性负荷产生的谐波给电网造成严重的污染,电压畸变率增加、供电质量下降,给电网和用户带来危害,特别在低压配电系统中,以往并联电容器补偿感性无功,使系统平均功率因素达到供电部门的要求,达到供电设备增容和节能的目的,由电网谐波污染,出现了因谐波造成电容器损坏及熔断器经常熔断,使电容无功补偿装置没有办法投运,更严重是电容与电网发生并联谐振,引起谐波严重放大,给电网安全运行带来很大的隐患。

解决的办法,通常选择一种比较简单有效的方法,这就是在补偿电容回路中串联一定电抗率的电抗器,除可以抑制合闸涌流外,一个重要的作用就是抑制谐波防止谐波谐振事件的发生。

二、串联电抗器既抑制谐波又防止与电网谐振的原理:补偿电容支路串联电抗器如下图电抗器电容器串联回路原理图等效原理图从原理图可知)1........(........................................*//sn In nXc nXl nXs nXc nXl I -+-=)2........(........................................*/In n Xc nXl nXs nXsIcn -+=令nXs n Xc nXl /-=β,则 )3........(........................................1+=ββIn Isn )4........(........................................11β+=In Icn 从(3)、(4)式看补偿支路与系统并联谐振发生在1+β即β=-1处。

串联电抗器进行无功补偿的必然性

串联电抗器进行无功补偿的必然性

串联电抗器进行无功补偿的必然性单一使用电容器进行无功补偿的危害1. 建筑领域的谐波源是必然存在的(整流设备,各种办公设备的整流电源;电梯系统的变频设备;空调系统的变频器;水泵系统的变频器;不同容量的UPS 电源等)。

2. 单一使用电容器进行无功补偿,谐波电流会大量流入电容器。

谐波电流都是高频电流。

感抗会随着频率的升高而变大,容抗会随着频率的升高而变小。

这样电流会向阻抗小的地方流。

电容器工作时都是满负荷工作的,一旦谐波电流流入电容器,量小会造成过电流,影响电容器寿命;量大会直接造成电容器鼓肚甚至爆炸。

后果不堪设想。

3. 当配电系统中存在了感性设备(变压器),容性设备(电容器)就会形成谐振电路。

当发生串并、联谐振时,谐波电流、电压会被放大20倍或以上倍数,这里不用考虑谐波的量,只要存在谐波,谐波电流就有被放大的可能。

谐振点会随着电容投切量的改变而不断改变,放大的谐波电流次数也会改变,随时随刻都可能发生谐振。

根据以上几点说明,我们不难看出,串联可以改变谐振点的电抗器进行无功补偿的方案是必要的和必然的,工程师们如此的无功补偿设计方案是合理的,是对用户端配电系统的安全负责的。

Lf X n n TR ⨯⨯⨯=)()(2πC f X n n C ⨯⨯⨯=)()(21π4.安装与输出容量计算公式如下:1222-⨯⨯=n n )电容器电压系统电压(安装容量输出容量(1) 注:1.n=谐振点(如串6%的电抗器,即X L =6%X C ,可根据此公式计算谐振点。

08.46100===L C x x n 2.因串接6%的电抗器,所以电容器的装设耐压应根据下面公式进行计算:H L S C V V V V ++= (2) 电容器耐压=系统电压+电抗电压+谐波电压V S =400V ;V L =6% V S根据IEEE519规定(低压):谐波电压至少考虑V 3=0.5%V S ,V 5=5%V S ,V 7=5%V S由此计算,得到电容器的耐压至少使用480V 。

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串联电抗器进行无功补偿的必然性
单一使用电容器进行无功补偿的危害
1. 建筑领域的谐波源是必然存在的(整流设备,各种办公设备的
整流电源;电梯系统的变频设备;空调系统的变频器;水泵系统的变频器;不同容量的UPS 电源等)。

2. 单一使用电容器进行无功补偿,谐波电流会大量流入电容器。

谐波电流都是高频电流。

感抗会随着频率的升高而变大,容抗会随着频率的升高而变小。

这样电流会向阻抗小的地方流。

电容器工作时都是满负荷工作的,一旦谐波电流流入电容器,量小会造成过电流,影响电容器寿命;量大会直接造成电容器鼓肚甚至爆
炸。

后果不堪设想。

3. 当配电系统中存在了感性设备(变压器),容性设备(电容器)
就会形成谐振电路。

当发生串并、联谐振时,谐波电流、电压会被放大20倍或以上倍数,这里不用考虑谐波的量,只要存在谐波,谐波电流就有被放大的可能。

谐振点会随着电容投切量的改变而不断改变,放大的谐波电流次数也会改变,随时随刻都可能发生谐振。

根据以上几点说明,我们不难看出,串联可以改变谐振点的电抗器进行无功补偿的方案是必要的和必然的,工程师们如此的无功补偿设计方案是合理的,是对用户端配电系统的安全负责的。

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4.安装与输出容量计算公式如下:
1
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2-⨯⨯=n n )电容器电压系统电压(安装容量输出容量(1) 注:1.n=谐振点(如串6%的电抗器,即X L =6%X C ,可根据此公式计算谐振点。

08.46
100===L C x x n 2.因串接6%的电抗器,所以电容器的装设耐压应根据下
面公式进行计算:
H L S C V V V V ++= (2) 电容器耐压=系统电压+电抗电压+谐波电压
V S =400V ;V L =6% V S
根据IEEE519规定(低压):谐波电压至少考虑
V 3=0.5%V S ,V 5=5%V S ,V 7=5%V S
由此计算,得到电容器的耐压至少使用480V 。

输出/安装容量关系计算事例如下:
)08.4(1
480400var)50(var)36(22
2=⇔-⨯⨯=n n n V V k k )电容器电压系统电压(安装容量输出容量 06391.169444.0501
08.408.44804005022
2⨯⨯=-⨯⨯=)(V V =36.941(kvar )
2. 因此项目使用了一定量的变频器、UPS 、调光照明等非线性负荷约300KW ,计算器基波电流约为480A ()92.0(cos cos 3=←=θθUI P , 根据n
I I n 1=: 117115%147;%205I I I I I I ====
A I A
I 2.67%1448096%2048075=⨯==⨯=
因每一段母线都有少量的单相负荷,如50KW ,基波电流约为70A ,由3
13I I ==33% 得出3次谐波电流约为23A 。

3.诺基亚电容器公司在设计、生产调谐电抗器的时候都考虑3、5、7次谐波耐流的吸收。

就此项目使用的补偿方案:
单路输出var 60010var 60k k =⨯路,它对此项目产生的3、5、7次谐波电流,最大可吸收566A 。

从以上计算可知,3、5、7次谐波电流共为186A ,所以使用此方案可以达到提高功率因数、避免谐波放大,同时还可以一定程度上的治理谐波,改善电网质量。

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