無功補(bǔ)償在電子供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置,可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗,使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之,如選擇或使用不當(dāng),可能造成供電系統(tǒng),電壓波動(dòng),諧波增大等諸多因素。目前工礦企業(yè)無功補(bǔ)償多采用分組自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償,單組容量多為900kVar以下,一般都將電力電容器,串聯(lián)電抗器及真空接觸器等裝于同一柜內(nèi),這樣就要求電抗器體積小、性能好、重量輕、便于安裝維護(hù)。
一、串聯(lián)諧振電抗器種類及作用
現(xiàn)階段,干式磁屏蔽電抗器、串聯(lián)電抗器主要有油浸式鐵芯電抗器、干式空芯電抗器、干式鐵芯電抗器、干式半芯電抗器五種。按用途分的話則分為限流電抗器、濾波電抗器、抑制諧波電抗器三種。
串聯(lián)電抗器的功能是多樣化的,主要體現(xiàn)在以下幾方面:
(1)輕空載或輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng),以降低工頻暫態(tài)過電壓。
(2)改善長輸電線路上的電壓分布。
(3)使輕負(fù)荷時(shí)線路中的無功功率盡可能就地平衡,防止無功功率不合理流動(dòng)?同時(shí)也減輕了線路上的功率損失。
(4)在大機(jī)組與系統(tǒng)并列時(shí)?降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓,便于發(fā)電機(jī)同期并列。
(5)防止發(fā)電機(jī)帶長線路可能出現(xiàn)的自勵(lì)磁諧振現(xiàn)象。
(6)當(dāng)采用電抗器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地裝置時(shí),還可用小電抗器補(bǔ)償線路相間及相地電容,以加速潛供電流自動(dòng)熄滅,便于采用。
二、串聯(lián)電抗器的選型原則
用電企業(yè)都有自身的特點(diǎn),對(duì)設(shè)備有不同的要求,干式電抗器有噪音小、電抗器的線性度好、機(jī)械強(qiáng)度高、安裝簡單等特點(diǎn);油浸電抗器損耗小、占地面積小、線性度 不好、噪音大。因此,采用什么樣的電抗器應(yīng)綜合考慮。串聯(lián)電抗器主要作用是抑制諧波、限制涌流和濾除諧波。電抗率是電抗器的主要參數(shù),電抗器的大小直接影 響它的作用。
限流電抗器電抗率在0.1-1%,而抑制諧波的電抗器電抗率在4.5%-13%,限流電抗器把涌流限制在電容器額定電流10倍以下為誼。配置限流電抗器時(shí),應(yīng)考慮線路電抗(1μH/M)。
三、投切電容器時(shí)的涌流:
1、單組電容器投入時(shí)的涌流
Iym=√2 IΣ[1-√(XΣ/Xl)]
Xl=2 IΣ* XΣ/( Iym-√3* IΣ)--2
ψy=ψ√(XΣ/Xl)
式中
Iym---合閘涌流最大幅值(峰值)(KA)
IΣ---組電容器裝置的額定相電流 (A)
XΣ---組電容器相總額定電抗 (Ω)
X_l---系統(tǒng)感抗與串聯(lián)電抗器相額定電抗 (Ω)
fy----涌流頻率
Μ---電網(wǎng)頻率
2、各電容器組容量相等時(shí)按下式
Iym=[(M-1)/M]*√[2 000QΣ/3ωL] (kA)
L=[(M-1)/M]2*[2 000QΣ/3ωIym2] (μH)
式中
QΣ-單組電容器額定容量 (kVar)
Μ---電容器組數(shù)
L---電感值 (μh)
ω---角頻率 (314)
Iym-峰值電流(ka)
線路電抗XL′=(1μH/Μ)
fy=103/[2л√(LCΣ)]
當(dāng)電網(wǎng)存在諧波不可忽視時(shí),應(yīng)采用抑制諧波的電抗器。為了確定合理的電抗率,應(yīng)查明電網(wǎng)諧波背景含量,以便適當(dāng)?shù)倪x用電抗器種類和電抗率。
四、按以下方式配備電抗器
1、偶次諧波2、4、6、8……次,諧波對(duì)稱互相抵消,因此不于考慮。
2、奇次諧波為3、5、7、11、13次及以上諧波,這些諧波多出自大型整流設(shè)備,電弧、煉鋼、電機(jī)車等負(fù)荷。當(dāng)用戶的電網(wǎng)內(nèi)有這種設(shè)備,就是有諧波 源,應(yīng)測諧波次數(shù)及含量,如諧波不超過國家標(biāo)準(zhǔn),然后計(jì)算應(yīng)配置的電抗器參數(shù)。含有3次諧波配置13%的電抗器,含有5次以上諧波配置4.5%-6%的電 抗器,4.5%--6%的電抗器可以覆蓋5次以上諧波。
配置電抗器后應(yīng)換算是否能產(chǎn)生諧波放大現(xiàn)象,如發(fā)生下列情況時(shí)應(yīng)改變電抗器的參數(shù)。
五、串聯(lián)電抗器的品質(zhì)因數(shù)
單通濾波器的串聯(lián)電抗器的品質(zhì)因數(shù)是一項(xiàng)重要的指標(biāo),一般在30-60之間,應(yīng)力求品質(zhì)因數(shù)高,也就是電抗器線圈直流電阻盡量小。
Q= nXl/RL=(30~60)單通濾波器的品質(zhì)因數(shù)
高通濾波電抗器的品質(zhì)因數(shù)同上,但需加并聯(lián)電阻。
Rb=√XLXC=BXL=XC/B