电抗器电抗率的选择
电抗器技术参数
电抗器技术参数
2010-01-27 15:40
额定频率：50Hz 相数：单相或三相
系统额定电压：6、10、35kV
额定电抗率，建议优先从下列数值中选取
0.1％、0.3％、0.5％、1％，主要用于限制合闸涌流
4.5％、5％、6％，用于限制合闸涌流和抑制5次及以上谐波
12％、13％，用于限制合闸涌流和抑制3次及以上谐波
额定端电压：电抗器的额定端电压为配套电容器组额定电压的K倍（K为电抗率）
额定容量：三相电抗器的额定容量为配套电容器组额定容量的K倍（K为电抗率），单相电抗器额定容量为三相额定容量的三分之一
在额定电流下，额定电抗率K≥4.5％的电抗器的电抗值的容许偏差为0～＋5％；K≤1％的电抗器，其值为0～＋10％
对于三相电抗器或由单相电抗器组成的三相电抗器组，每相电抗值不超过三相平均值的±2％
铁芯电抗器及K≤1％的空心电抗器能承受25倍额定电流持续2s的作用，而不产生任何热的和机械的损伤；
产品特点
采用专用计算机辅助软件设计(自己根据实践设计)，可根据客户要求，快速精准的确定产品的结构及参数；
合理的结构设计，冲击电位分布均匀，耐受短路电流能力强
优化选择铁芯磁通密度和导线电流密度，噪音小、损耗低、寿命长、温升低铁芯电抗器线圈采用环氧树脂浇注，具有很高的动、热稳定性，绝缘强度好，机械强度高、可靠性高、漏磁少、局放低、体积小，非常适合于放置于柜内。
无功补偿中对谐波的抑制作用及电抗率的选择及电容器的端电压计算
电容器的端电压计算、电容器的端电压计算 Ucn ； Ucn=Uxn 心-电抗器的电抗率%）【Ucn 为电容器的额定端电压、 Uxn 为电网的线电压】，注；抑制5次以上的谐波时，电抗器的电抗率取4.5%〜6%，抑制3次以上的谐波时，电抗器的电抗率取12%，所以在选择无功补偿有电抗器时电容器一定要注意其端电压的选择。
②、电容器回 路电流的计算；lcn= Uxn/（1-电抗器的电抗率%）【Icn 为电容器的回路电流、Uxn 为电网的线电压】，所以 在选择其熔断器及热继电器时一定要把这时的电流一并考虑进去。
③、电抗器的电抗率 %是指串联电抗器的相感抗Xln 占电容器的相容抗 Xcn 的百分比，电容器回路线电流的计算； Icn=Qc/UxnV3=Uxn/ XcnV3 。
Xcn= Uxn2/ Qc 。
④、电容器串联电抗器后，其无功补偿的补偿量 =1.062 Qc ，提高了 6.2%。
⑤、并联电容器可以长期允许运行在1.1倍的额定线电压下。
a 、电抗器的电抗率为6%时，则电容器的端电压升高6.4%。
b 电抗器的电抗率为 12%时，则电容器的端电压升高 13.6%。
无功补偿中对谐波的抑制作用及 电抗率的选择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、 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,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。
器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。
1谐波的产生及其主要构成成分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，由于波动性负荷，如电弧炉、 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”。
电抗器选择方法
电抗器选择方法1.1电抗率的选择■补偿装置接入处的背景谐波为3次当接入电网处的背景谐波为3次及以上时，一般为12%；也可采用4.5%～6%与12%两种电抗率。
只有3次等零序谐波不需要补偿时也可以选择零序滤波电抗器。
3次谐波含量较小，可选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。
3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，一般为12%；也可采用4.5%～6%与12%两种电抗率的串联电抗器混合装设。
■补偿装置接入处的背景谐波为3次、5次3次谐波含量很小，5次谐波含量较大（包括已经超过或接近国标限值），选择4.5%～6%的串联电抗器，忌用0.1%～1%的串联电抗器。
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，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。
3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。
■补偿装置接入处的背景谐波为5次、7次及以上(中频冶炼、电镀、轧机、工业炉、单晶炉等大部分工业负荷为此类负荷)5次谐波含量较小，应选择4.5%～6%的串联电抗器。
5次谐波含量较大，应选择4.5%的串联电抗器。
■对于采用0.1%～1%的串联电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大或谐振；对于采用4.5%～6%的串联电抗器，要防止对3次谐波的严重放大或谐振。
■补偿装置接入处的特征次背景严重超过了国标限值，需要谐波治理达到国标要求的需要经过专业的技术人员进行滤波设计并特殊定做滤波电抗和其它滤波组件负荷容量和配电变压器容量相当时选择并联型无功补偿兼谐波治理装置。
负荷容量远小于配电变压器时选择串联型无功补偿兼谐波治理装置。
1.2电抗器类型的选择电抗器按照结构的不同分为油浸式铁芯电抗器、干式铁芯电抗器、干式空芯电抗器、干式半芯电抗器、干式磁屏蔽电抗器，不同类型的电抗器互有优缺点，需要根据用电现场情况斟酌选择。
限流电抗器的选择电抗器的选择
电压损失百分数：
U L (%)
二、电抗百分数的选择
(一) 普通电抗器电抗百分数的选择
③ 母线残压校验 母线残压：
Ure 3I X L 3I
x (%) U N xL (%) U N I L 100 IN 100 3I N
母线残压百分数：
U re 1 xL (%) U N U re (%) 100(%) I 100(%) UN UN 100 IN xL (%) I (%) ≥ 60~70(%) IN
一、额定电压和额定电流的选择
1. 额定电压的选择
UN≥UNs IN≥Imax 分裂电抗器 Imax 的选取：
2. 额定电流的选择
用于发电厂的发电机或主变压器回路时， Imax 一般按发 电机或主变压器额定电流的70%选择；
用于变电站的主变压器回路时， Imax 取两臂中负荷电流 较大者，当无负荷资料时，一般也按主变压器额定容量 的70%选择
(一) 普通电抗器电抗百分数的选择
② 正常运行时电压损失校验 普通电抗器在运行时，其电压损失百分数U(%)≯5。
电抗器上的电压损失：
U L PRL QX L Q 3U N I max sin xL (%) U N XL UN UN UN 100 3I N UN xL (%) I max sin 100 IN U U L 1 xL (%) 100(%) I max sin N 100(%) UN UN 100 IN I xL (%) max sin (%) ≤5(%) IN
二、电抗百分数的选择
(二) 分裂电抗器电抗百分数的选择
电抗器选择
在高低压无功补偿装置中，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。
精品文档，超值下载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。
电抗器选择
在高低压无功补偿装置中，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。
精品文档，超值下载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。
串联电抗器及其电抗率的选取
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]。
限流电抗百分数的选择
限流装置电抗百分数的选择在各种电力系统事故中，短路是危及电力系统安全稳定运行、导致大面积停电事故最为常见的严重故障之一。
短路故障对电力系统破坏的严重程度，主要取决于短路电流的大小。
当然，这样的叙述会让大家感觉范围太广，不易抓住重点，对其危害性的理解可能还有一定的模糊性，那么，让我们先来了解下短路的出现的原因有哪些？近年来，随着我国电力建设的不断发展、用电负荷不断增加、发电厂及发电机单机容量的不断增加及各大区电网的互联等，使得电力系统中的短路电流不断提高，且短路电流水平已经直逼甚至超过电力规程所规定的最大允许水平的严重情况，给电力系统安全、稳定运行以及电力系统中各种电气设备(如断路器、变压器、变电站母线、线路构架、导线和支承绝缘子以及接地网等)提出了更为苛刻的要求，并已成为我国各大区电网安全、稳定运行的严重隐患和关键技术难题之一，同时成为制约电力建设和进一步发展的瓶颈。
如何治理短路成了重中之重！据了解，在线路上串入限流电抗器是最早的限流方案，电抗器安装在线路上除限制短路电流外，还能维持母线上的残压，若残压大于65%~70%U NS，这对非故障用户，特别是电动机用户是有力的；但是采用限流电抗器限制短路电流的方案也带来次生问题，如功率损耗、电压降落、漏磁场问题。
因此，20世纪70年代有人提出了短路限流器，或称故障电流限制器（fault current limiter,FCL ；或current limiting device,CLD ）。
小编了解到安徽正广电公司研发生产的ZLB 型零损耗限流装置（限流电抗器与高速开关并联组成）既能限制短路电流，也解决了限流电抗器所带来的次生问题。
限流装置限制短路电流的大小，主要取决于电抗器的大小。
下面就为大家简介电抗器的电抗百分数的选择:ZLBK(a) (b)图1 计算电抗百分数示意图若要求将一馈线的短路电流限制到电流值I ′′，如图1，取基准电流I d ，则电源到短路点的总电抗的标幺值X ∗Σ=X ∗L +X ′∗Σ。
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电抗器电抗率的选择
关键词：电抗器电抗率电容器谐波涌流无功补偿
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。
这就要求我们在设计中要有针对性。
以免出现不必要的问题。
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：
I=√U/XLXC=√QC/XL(1)
式中:XC-电容器的容抗;
XL-电路的感抗;
QC-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%。
由上可知，高次谐波严重影响电容器组的正常运行，因此必须采取相应的措施以降低谐波分量，抑制母线电压的畸变，减小谐波过电流。
In=En/nXB+(nXL-XC/n)(2)
起主要作用的是3、5、7、11等次谐波。
在式(2)中，若使nXL-XC/n=0，
则当n=3时，XL=0.11XC
则当n=5时，XL=0.04XC
则当n=5时，
XL=0.02XC
从式(2)可以看出，当nXL-XC/n>0即电容器组回路呈感性时，可使谐波电流减小，因此抑制谐波电流的电抗值应满足nXL-XC/n>0的条件，又考虑到电抗值应有一定余量，工程上常取可靠系数为1.5，因此串联电抗器的电抗值应按下式选取：
XL=aXC(3)
如限制5次谐波电流，则应取：
XL=1.5(0.04XC)=0.06XC
则：XL/XC=0.06
式中0.06为限制5次谐波电流时，电抗器工频额定电抗XL与电容器工频额定容抗XC的比值，称为电抗率，用字母K表示。
即：K=XL/XC(4)
在5次谐波时，由式(4)可知，电抗率K=6%时，才能补偿支路的5次以上谐波电抗呈感性，才能有效地抑制高次谐波，并将合闸涌流限制在5倍额定电流左右。
额定电抗率
XL=0.1%～1%×c—不考虑谐波影响，仅需抑制合闸涌流
XL=4.5%～6%×c—限制5次以上高次谐波的影响
XL=12%～13%×c—限制3次以上高次谐波的影响
额定频率：用于50Hz和60Hz电力系统中
4.结束语
随着电力工业的迅速发展，为节约能源，改善供电品质，提高无功补偿水平。
在电容器组中采用串联电抗器是一种行之有效的好办法，但要注意现场应用条件，按现场条件与要求进行设计才能达到预期的效果。
若主要是为限制谐波，其电抗率宜按6%来选择串联电抗器;若主要是为限制涌流和短路电流其电抗率宜选0.2%～1%的空心式电抗率，才能式涌流和谐波得到较好的抑制。