低压无功补偿的中的电抗器
河北科技大学电气工程学院张刚
工程实践中，人们对串于电容回路中的电抗器总存在一定的误区，现本人将对电抗器的总结汇总如下，希望对工程人员有所帮助。
电容柜所有电抗器包括限流型电抗器和滤波电抗器，限流型电抗器的电抗率较小，一般没有滤波作用。其分类为：
1)电抗率为0.1%~1%的限流电抗器，用于抑制电容器投切时产生的冲击电流和合闸涌
流；
2)电抗率为4.5%~7%的滤波电抗器，用地抑制5、7、9次及以上谐波；
3)电抗率为12%~13%的滤波电抗器，用于抑制电网中3次及以上谐波。
1．限流电抗器
电容柜中常用的限流电抗器为XD1型限流电抗器，它采用不饱和聚酯树脂浇注成型，其外形如下图所示：
之所以人们用限流电抗器串在电容柜中，是因为其价格较低。XD1限流电抗器的输入脚为X1和X2，串接在电容回路中就可。
XD1型限流电抗器的型号为：
常用限流电抗器的技术参数为：
2．滤波电抗器
电容回路中串入滤波电抗器一是抑制涌流，二是滤除系统高次谐波。但串入电抗器后也会带来一些其它问题，主要是：
1)电容端电压升高，容易造成电容器烧毁。 设系统电压为U ，电容的容抗为1c X j C
ω=，串抗的感抗为c X j L ω=，串入电抗后，电容上的电压'U 为：
'1111c L c L c
X U U U U X X X X =?=?=?---电抗率
故，当采用6%的电抗器时，对于0.4kV 系统，电容电压将上升6.4%，达到0.426kV 。 2)电容的实际电流也相上升
=?电容实际端电压电容实际电流电容额定电流电容额定端电压
3)电容实际容量增大
2
=??? ???电容实际端电压电容实际容量电容额定容量电容额定端电压
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。 3. 电网谐波以5次及以上为主 （1）5次谐波含量较小，应选择4.5%~6%的串联电抗器；（2）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%的串两电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大伙谐振。对于采用4.5%~6%的串联电抗器，要防止怼次谐波的严重放大或谐振。当系统中无谐波源时，为防止电容器组投切时产生的过电压和对电容器组正常运行时的静态过电压、无功过补时电容器端的电压升高的情况分析计算，可选用0.5%~1%的电抗器。 根据以上的选择原则，对无功补偿装置中的串联电抗器有以下建议： （1）新建变电所的电容器装置中串联电抗器的选择必须慎重，不能与电容器任意组合，必须考虑电容器装置接入处的谐波背景。 （2）对于已经投运的电容器装置，其串联电抗器选择是否合理须进一步验算，并组织现场实测，了解电网谐波背景的变化。对于电抗率选择合理的电容器装置不得随意增大或减小电容器组的容量。 （3）电容器组容量变化很大时，可选用于电容器同步调整分接头的电抗器或选择电抗
第三章 负荷计算及无功补偿 广东省唯美建筑陶瓷有限公司 刘建川 3．1 负荷曲线与计算负荷 负荷曲线（load curve ）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位） 日负荷曲线 年负荷曲线 年每日最大负荷曲线 年最大负荷和年最大负荷利用小时数 3．1．2 计算负荷 计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，其物理量含义是计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最高温升。通常将以半小时平均负荷依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据。 3．2 用电设备额定容量的确定 3．2．1 用电设备的一作方式 （1）连续工作方式 在规定的环境温度下连续运行，设备任何部份温升不超过最高允许值，负荷比较稳定。 （2）短时运行工作制 （3）断续工作制 用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。取一个工作时间内的工作时间与工作周期的百分比值，称为暂载率，即 *100%%100%0 t t T t t ε==+ 暂载率亦称为负荷持续率或接电率。根据国家技术标准规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10min 。吊车电动机的标准暂载率为15%、25%、40%、60%四种，电焊设备的标准暂载率为50%、65%、75%、100%，其中草药100%为自动焊机的暂载率。 3．2．2 用电设备额定容量的计算 （1）长期工作和短时工作制的设备容量 等于其铭牌一的额定功率，在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。 （2）重复短时工作制的设备容量 ○ 1吊车机组用电动机的设备容量统一换算到暂载率为ε=25%时的额定功 率，若不等于25%，要进行换算，公式为：2Pe Pn ==Pe 为换算到ε=25%时的电动机的设备容量 εN 为铭牌暂载率
变频器最常见的十大故障 一、过流（OC） 过流是变频器报警最为频繁的现象。 1.1现象 （1）重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有：负载短路，机械部位有卡住；逆变模块损坏；电动机的转矩过小等现象引起。 （2）上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有：模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有：加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿（V/F）设定较高。 1.2实例 （1）一台LG-IS3-43.7kW变频器一启动就跳“OC” 分析与维修：首先打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT（7MBR25NF-120）基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。 （2）一台BELTRO-VERT2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。 分析与维修：首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，再次将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。 二、过压（OU） 过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。 （1）实例 一台台安N2系列3.kW变频器在停机时跳“OU”。
分析与维修：首先要搞清楚“OU”报警的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管（ET191）时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。 三、欠压（Uu） 欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低（220V系列低于200V，380V系列低于400V），主要原因：整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压。还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。 3.1举例 （1）变频器上电跳“Uu” 分析与维修：经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到接触器动作，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的，因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分，拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。 （2）一台DANFOSSVLT5004变频器，上电显示正常，但是加负载后跳“DCLINKUNDERVOLT”（直流回路电压低）。 分析与维修：这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，接触器来完成充电过程的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流，然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。 四、过热（OH）。 过热也是一种比较常见的故障，主要原因：周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。 举例：一台ABBACS50022kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。 分析与维修：因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮（因该变频器是用在纺织行业），经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。
高压电抗器|CKSC-12/6-6%|补偿柜专用电抗器 C KSC系列电抗器是用于高压无功补偿柜里面的重要元件之一 我们共同认识一下高压电抗器的作用 高压用于 3.3KV,6KV 10KV 可以说高压10000V 都称为意义上的高压里面通过的是交流，与补偿电容器串联，对稳态性谐波（5、7、11、13次）构成串联谐振。通常有5~6%电抗器，属于高感值电抗器。 高压电抗器用途是什么该产品与并联电容器组相串联，具有补偿电网无功功率、提高功率因数、抑制谐波电流、限制合闸涌流等功能，适用于电力系统、电力化铁道、冶金、石化等较高防火要求、电磁干扰要求和安装空间有限的城网变电站、地下变电站和微机控制变电站等场所 CKSC-12/6-6% 全称是6KV三相高压环氧浇注电抗器 电抗器容量是12KVAR 高压指的是6KV系统 电容柜补偿的容量是200KVAR CKSC中的S代表的是三相电抗器如果是D 代表单相电抗器6指的是电抗率，常用的电抗率有1% 6% 7% 12% 14%等
壹，以下是我公司CKSC-12/6-6%规格参数 型式串联电抗电抗率6% 容量12Kvar联结- 电压6kV电流17.5A 相数三相频率50Hz 冷却方式自冷耐压42000V 产地上海品牌昌日 贰，CKSC-12/6-6%电抗器外形示意图 参，CKSC-12/6-6% 全称是10KV三相高压环氧浇注电抗器使用场合
补偿电网无功功率、提高功率因数、抑制谐波电流、限制合闸涌流等功能，适用于电力系统、电力化铁道、冶金、石化等较高防火要求、电磁干扰要求和安装空间有限的城网变电站、地下变电站和微机控制变电站等场所 肆，CKSC-12/6-6%型号意义 伍，CKSC-12/6-6% 全称是10KV三相高压环氧浇注电抗器使用环境特点 1.眀拔高度不超过2000米。 2.运行环境温度-25℃～＋45℃，相对湿度不超过90％。 3.栀围无有害气体，无易燃易爆物品。
Q/…… 吉林省电力有限公司企业标准 0.4kV低压无功补偿装置 技术规范 2006-9-17发布 2006-9-17实施 吉林省电力有限公司发布
目次 前言 (Ⅱ) 1.范围 (1) 2. 规范性引用文件 (1) 3 使用条件 (1) 3.1 环境条件 (1) 3.2 运行条件 (1) 3.3 系统条件 (1) 4 技术要求 (1) 5 装置功能 (2) 6 试验 (2) 7 技术服务 (2) 8在卖方工厂的检验、监造 (3) 9包装、运输和贮存 (3)
前言 为规范吉林省电力有限公司配电网设备、材料的技术要求，保证入网产品的先进、可靠、安全，依据国家及行业有关规定、规程、标准等，结合吉林省电力有限公司设备运行经验，特制定本标准。 本标准由吉林省电力有限公司提出并归口。 本标准主要起草单位：吉林省电力有限公司生产部 本标准主要起草人：张树东、陈学宇、马卫平、陈文义、谷明远、岳建国、杨万成、郑金鹏、任有学、宋庆秋、徐晓丰、孙静
0.4kV低压无功补偿装置技术规范 1范围 本标准规定了吉林省电力有限公司0.4kV低压无功补偿装置使用条件、主要技术参数和要求、试验、运输等。 本标准适用于吉林省电力有限公司0.4kV低压无功补偿装置的招标通用订货，是相关设备通用订货合同的技术条款。 2规范性引用文件 GB/T15576-1995 低压无功功率静态补偿装置总技术条件 DL599-1996 城市中低压配电网改造技术导则 JB7113-1993 低压并联电容器装置 3使用条件 3.1环境条件 3.1.1海拔高度：≤1000m 3.1.2空气温度 最高温度：+40℃ 最低温度：-40℃ 最大日温差: 25K 3.1.3最大风速: 35m/s 3.1.4最大覆冰厚度：10mm 3.1.5月相对湿度平均值：≤90% ；日相对湿度平均值：≤95% 3.1.6日照强度：≤1.1kW/m2 3.1.7抗震能力：8度（地面水平加速度0.3g，垂直加速度0.15g，两种加速度同时作用。分析计算的安全系数不小于1.67）。 3.1.8污秽等级：级 a）Ⅲ级 b）Ⅳ级 3.2运行条件 安装方式：户内/户外 3.3系统条件 3.3.1系统额定电压：0.4kV 3.3.2系统额定频率：50Hz 4主要技术参数和要求 4.1名称：配电监测与动态无功补偿箱 4.2外形尺寸：600(宽)×400(深)×600(高) 4.2.1地角尺寸：按深度方向打长孔320-340mm，ф14孔。 4.2.2柜体颜色：灰白色 4.3主要订货参数： 4.3.1输入电压：0.4kV（安装点电压） 4.3.2负荷特性：较重
高压电抗器|CKSC-72/6-6%|补偿柜专用电抗器CKSC系列电抗器是用于高压无功补偿柜里面的重要元件之一 我们共同认识一下高压电抗器的作用 高压用于3.3KV,6KV 10KV 可以说高压10000V 都称为意义上的高压里面通过的是交流，与补偿电容器串联，对稳态性谐波（5、7、11、13次）构成串联谐振。通常有5~6%电抗器，属于高感值电抗器。 高压电抗器用途是什么该产品与并联电容器组相串联，具有补偿电网无功功率、提高功率因数、抑制谐波电流、限制合闸涌流等功能，适用于电力系统、电力化铁道、冶金、石化等较高防火要求、电磁干扰要求和安装空间有限的城网变电站、地下变电站和微机控制变电站等场所 CKSC-72/6-6% 全称是6KV三相高压环氧浇注电抗器 电抗器容量是 72KVAR 高压指的是6KV系统 电容柜补偿的容量是1200KVAR CKSC中的S代表的是三相电抗器如果是D 代表单相电抗器 6指的是电抗率，常用的电抗率有 1% 6% 7% 12% 14%等 壹，以下是我公司CKSC-72/6-6%规格参数
贰，CKSC-72/6-6%电抗器外形示意图 参，CKSC-72/6-6% 全称是10KV三相高压环氧浇注电抗器使用场合 补偿电网无功功率、提高功率因数、抑制谐波电流、限制合闸涌流等功能，适用于电力系统、电力化铁道、冶金、石化等较高防火要求、电磁干扰要求和安装空间有限的城网变电站、地下变电站和微机控制变电站等场所肆，CKSC-72/6-6%型号意义
伍，CKSC-72/6-6% 全称是10KV三相高压环氧浇注电抗器使用环境特点 1.眀拔高度不超过2000米。 2.运行环境温度-25℃～＋45℃，相对湿度不超过90％。 3.栀围无有害气体，无易燃易爆物品。 4.栀围环境应有良好的通风条件。 陆，CKSC-72/6-6%性能及技术参数 1.可用于系统电压为：6kV、10kV、10.5kV、11kV。 2.电抗率为：1%、4.5%、5%、6%、7%、12%、14% 3.绝缘等级：F级，电抗器噪声：≤45dB 4.过载能力：≤1.35倍下连续运行
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摘要：分析了工矿企业采用无功补偿技术的必要性，介绍了无功补偿方式的确定及补偿容量的计算方法，并论述了加强无功补偿装置管理、提高运行效率应注意的问题。 关键词：无功补偿；技术管理；工矿企业 1 前言 供电部门在向用电单位（以下简称用户）输送的三相交流功率中，包括有功功率和无功功率两部分。将电能转换成机械能、热能、光能等那一部分功率叫有功功率，用户应按期向供电部门交纳所用有功电度的电费；无功功率为建立磁场而存在并未做功，所以供电部门不能向用户收取无功电度电费，但无功功率在输变电过程中要造成大量线路损耗和电压损失，占用输变电设备的容量，降低了设备利用率。因此，供电部门对输送给用户的无功功率实行限制，制订了功率因数标准，采用经济手段———功率因数调整电费对用户进行考核。用户功率因数低于考核标准，调整电费是正值，用户除了交纳正常电费之外，还要增加支付调整电费（功率因数罚款）；用户功率因数高于考核标准，调整电费是负值，用户可以从正常电费中减去调整电费（功率因数奖励）。 用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷，绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准，都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。安装移相电力电容器是广大用户无功补偿的首选方案。 2 无功补偿的经济意义 2．1 提高输变电设备的利用率 有功功率
配电网无功补偿方式 合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏，造成的网损相当大，因此无功功率补偿是降损措施中投资少回收高的有效方案。配电网无功补偿方式常用的有：变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和用户终端分散补偿方式。 配电网无功补偿方案 1 变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿(如图1的方式1)，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制，通常采用无功补偿装置(一般是并联电容器组)结合变压器有载调压共同调节。通过两者的协调来进行电压/无功控制在国内已经积累了丰富的经验，九区图便是一种变电站电压/无功控制的有效方法。然而操作上还是较为麻烦的，因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整，甚至在某些区上会产生振荡现象;而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的，而在九区图没有相应的判断。因此，现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2 低压集中补偿方式 在配电网中，目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿(如图1的方式2)，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏左右，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。它主要目的是提高专用变用户的功率因数，实现无功补偿的就地平衡，对配电网和配电变的降损有积极作用，同时也有助于保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切。就这种方案而言，虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平往往是由系统情况决定的。当线路电压基准值偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，易出现无功过补偿或欠补偿。 对配电系统来说，除了专用变之外，还有许多公用变。而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变，由于其通常安装在户外的杆架上，实现低压无功集中补偿则是不现实的：难于维护、控制和管理，且容易造成生产安全隐患。这样，配电网的无功补偿受到了很大地限制。 3 杆上补偿方式 由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站或发电厂来填，大量的无功沿线传输使得配电网网损仍然居高难下。因此可以采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上(或另行架杆)进行无功补偿(如图1的方式3)，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。但由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行： (1)补偿点宜少，建议一条配电线路上宜采用单点补偿，不宜采用多点补偿; (2)控制方式从简。建议杆上补偿不设分组投切; (3)建议补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时出现过电压和过补偿现象;另外杆上空间有限，太多数电容器同杆架设，既不安全，也不利于电容器散热; (4)建议保护方式应简化。主要采用熔断器和氧化锌避雷器作简单保护。 显然，杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的
摘要 本文主要介绍低压无功补偿装置的基本原理、控制方案以及硬件方面的选型和设计。 该补偿系统采用TI公司的定点TMS320LF2812系列DSP和MCU的双控制器进行控制，TMS320LF2812为补偿装置的总控制器，具有自动采样计算、无功自动调节、故障保护、数据存储等功能。同时具备指令运算速度快（约100MIP）、运算量大的优点，同时MCU 与外部设备进行通讯，互不干扰，更好的满足了实时性和精确性的要求。采用晶闸管控制投切电容器、数字液晶实时显示系统补偿情况，可以实现快速、无弧、无冲击的电容器投切。为了更详细的介绍该系统，在论文第四章设计了比较完整的各功能模块的硬件电路图，其中包括电源模块、信号变换及调理模块、AD采样模块、锁相同步采样模块、通讯模块等。 关键字：低压无功补偿；晶闸管投切电容器；DSP
Abstract This paper mainly introduces the basic principle of low-voltage reactive power compensation device, control scheme and hardware selection and design. The compensation system by TI company's fixed-point tms320lf2812 series DSP and MCU dual controller control, tms320lf2812 compensation device controller with automatic sample calculation, automatic reactive power regulation, fault protection, data storage and other functions. At the same time with the instruction operation speed (about 100MIP), the advantages of large amount of computation. At the same time, MCU and peripheral equipment communication and do not interfere with each other, better meet the requirements of real-time and accurate. The use of thyristor controlled switched capacitor, digital LCD display real-time compensation system situation can achieve fast, no arc , without the impact of the capacitor switching. In order to more detailed introduction to the system. In the fourth chapter of the thesis design the hardware circuit diagram of each function module of relatively complete, including power module, signal transformation and conditioning module, AD sampling module, phase locking synchronous sampling module, communication module block and so on. Key Words:Low voltage reactive power compensation;Thyristor switched capacitor; DSP
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。 L f X n n TR ???=)()(2πC f X n n C ???=)()(21π
4．安装与输出容量计算公式如下： 1 22 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 ====
电抗器 懂得放手的人找到轻松，懂得遗忘的人找到自由，懂得关怀的人找到幸福！女人的聪明在于能欣赏男人的聪明。生活是灯，工作是油，若要灯亮，就要加油！相爱时，飞到天边都觉得踏实，因为有你的牵挂；分手后，坐在家里都觉得失重，因为没有了方向。
内容简介一：电抗器在电力系统中的作用 二：电抗器的分类 三：详细介绍及选用方法 四：各种电抗器的计算公式 五：经典问答 一：电抗器在电力系统中的作用
由于电力系统中大量使用电力电子器件,直流用电,变频用电等,产生了大量的谐波,使得看是简单的问题变得复杂了,用以补偿的电容器频繁损坏,有的甚至无法投入补偿电容器,当谐波较小时,可以用谐波抑制器,但系统中的谐波较高时,就要用串联电抗器了,放大谐波电流. 电抗率为4.5%～7%滤波电抗器,用于抑制电网中5次及以上谐波;电抗率为12%～13 %滤波电抗器,用于抑制电网中3次及以上谐波.电抗器装于柜内,应加装通风设备散热.电抗器能在额定电压的1.35倍下长期运行,常用电抗器的电抗率种类有4.5%、5%、6%、7%、12%、13%等,电抗器的温升：铁芯85K，线圈95K,绝缘水平：3kV/1min,无击穿与闪络,电抗器在1.8倍额定电流下的电抗值，其下降值不大于5%,电抗器有三相、单相之分,三相电抗器任二相电抗值之差不大于±3%,电抗器可用于400V或600V系统,电抗器噪声等级，不大于50dB,电抗器耐温等级H级以上. 信息来自:输配电设备网 电力系统中所采取的电抗器,常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都是用来吸收线路充电电容无功的;220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。2)改善长输电线路上的电压分布。3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动,同时也减轻了线路上的功率损失。4)在大机组与系统并列时,降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用单相快速重合闸。 电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要，布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。 由于采用了电抗器，在发生短路时，电抗器上的电压降较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电
配电网无功补偿方式的优化选择 发表时间：2011-12-31T10:12:35.030Z 来源：《时代报告》2011年11月下期供稿作者：邹雪莲 [导读] 电力系统无功分布是否合理，关系到电能质量的优劣，还影响电网运行的安全性和经济性。 邹雪莲 （重庆工贸职业技术学院，重庆 408000） 中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1003-2738（2011）11-0278-01 摘要：本文根据目前配电网中无功补偿的实际情况，简要分析了配电网中无功补偿装置在调节电压、降低电能损耗中所起的作用，提出了配电网中几种无功补偿方式，进行了经济技术优化比较，提出了相应的优化选择方式。 关键词：配电网；无功补偿；优化选择 一、概述 随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，电网负荷的不断增加，改变了网络结构和电源分布，造成无功分布的不合理，甚至出现局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。电力系统无功分布是否合理，关系到电能质量的优劣，还影响电网运行的安全性和经济性。合理的无功补偿点的选择以及补偿方式的选择，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，降低有功网损。因此，解决好配电网络无功补偿的问题，对电网的运行安全和降损节能有着重要的意义。 二、无功补偿的原则 无功补偿的原则：全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡。 1.总体平衡与局部平衡相结合：既要满足全网的总无功平衡，又要满足分线、分站的无功平衡。 2.集中补偿与分散补偿相结合：要求既要在变电站进行大容量集中补偿，又要在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿，目的是做到无功就地平衡，减少其长距离输送。 3.高压补偿与低压补偿相结合：以低压补偿为主，这和分散补偿相辅相成。 4.降损与调压相结合针对线路长，分支多，负荷分散，功率因数低的线路。这种线路最显著的特点是：负荷率低，线路损失大，若对此线路补偿，可明显提高线路的供电能力。 5.供电部门的无功补偿与用户补偿相结合：由于无功消耗大约60%在配电变压器中，其余的消耗在用户的用电设备中，若两者不能很好地配合，可能造成轻载或空载时过补偿，满负荷时欠补偿，使补偿失去了它的实际意义，得不到理想的效果。 三、无功补偿装置在调节电压、降低电能损耗中所起的作用 无功补偿的作用主要有以下几点：提高系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗，稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。 1.功率因数补偿，提高电压质量。 工农业生产的用电设备多为电磁结构，功率因数较低，一般都会低于0.7以下，导致电网电压降低。加装并联电容器补偿装置就近供给用户或配电网所需要的滞相无功功率，减少在配电网中流失的无功功率，降低网损，从而改善电压质量； 2.无功补偿调压，提高电压质量。 变电站10KV母线无功集中补偿，主要是平衡输电网的无功功率，提高系统终端变电站的母线电压，补偿主变和高压线路的无功损耗。变电站10KV母线无功集中补偿容量和投切控制方式应考虑到满足主变自身的无功损耗和就近向配电线路前端输送无功，为主变有载调压维持系统电压稳定提供保障。 四、配电网无功补偿方案及其经济技术优化比较 1.变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制，通常采用并联电容器组结合变压器有载调压共同调节。利用九区图配合调节来进行电压无功控制，是一种变电站电压无功控制的有效方法。然而操作上较为麻烦，因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整，会在某些区上产生振荡现象；而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的，而九区图没有相应的判断。因此，现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2.低压集中补偿方式。 在配电网中，目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿，实现无功补偿的就地平衡，对配电网和配电变的降损有积极作用，同时也有助于保证该用户的电压水平。 3.杆上补偿方式。 采用 10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上进行无功补偿，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行：补偿点宜少、杆上补偿不设分组投切、补偿容量不宜过大、保护方式应简化。 杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的长配电线路，但是因负荷经常波动而该补偿方式是长期固定补偿，故其适应能力较差，应积极开发应用电容器组能自动投切的杆上无功补偿技术。 4.用户终端分散补偿方式。 直接对用户末端进行无功补偿，将最恰当地降低配电网的损耗和维持配电网的电压水平的有效措施。对于企业和厂矿中的电动机，应
干式空心电抗器的运行及故障处理 前言大容量干式空心电抗器是近几年研制开发的新型电抗器，它具有线性特性好、参数稳定、防火性能好等特点，因此用量逐渐增加。并联电抗器经过长时间的运行，出现了不少的问题，有的被迫停运处理，有的逐渐演变成事故甚至设备烧毁。干式空心电抗器的运行故障主要是由于线圈受潮、局部放电电弧、局部过热绝缘烧损等线圈匝间绝缘击穿，以及漏磁造成周围金属构架、接地网、高压柜内接线端子损耗和发热等。 2 电抗器的作用 在超高压、大容量的电网中安装一定数量感性的无功补偿装置(包括并联电抗器和静止无功补偿器)，其主要目的：一是补偿容性充电功率；二是在轻负荷时吸收无功功率，控制无功潮流，稳定网络的运行电压。各大电网均要求，在大中型变电站必须安装电抗器来补偿电容性的无功功率，做到就地补偿，就地平衡，以保证电力系统的安全运行。 3 电抗器故障形成及处理措施 3．1 沿面树枝状放电和匝间短路的机理及处理措施 电抗器在户外的大气条件下运行一段时间后，其表面会有污物沉积，同时表面喷涂的绝缘材料也会出现粉化现象，形成污层。在大雾或雨天，表面污层会受潮，导致表面泄漏电流增大，产生热量。这使得表面电场集中区域的水分蒸发较快，造成表面部分区域出现干区，引起局部表面电阻改变。电流在该中断处形成很小的局部电弧。随着时间的增长，电弧将发展并发生合并，在表面形成树枝状放电烧痕，形成沿面树枝状放电。由于绝大多数树枝状放电产生于电抗器端部表面与星状板相接触的区域11)。而匝间短路是树枝状放电的进一步发展，即短路线匝中电流剧增，温度升高到使线匝绝缘损坏并在高温下导线熔化而形成。 为了确保户外电抗器不发生树枝状放电和匝间短路故障，应正确选用绝缘材料，改善工艺条件，提高工艺水平，改善工艺环境。保证电抗器的端绝缘、包封绝缘的整体性；绝缘胶应保证与导线具有良好的亲和性，在运行条件和运行环境下，确保不产生裂纹和开裂现象；涂刷憎水性涂料可大幅度抑制表面放电，端部预埋环形均流电极的结构改进，可克服下端表面泄漏电流集中现象，即使不喷涂憎水性涂层或憎水性涂层完全消失，也能防止电极附近干区电弧的出现。顶戴防雨帽和外加防雨假层可在一定程度上抑制表面泄漏电流。此外，在污秽程度较严重的地区，应增加清理电抗器表面和绝缘子表面频次。 3．2 温升对电抗器影响 对近年来系统内几起比较典型的干式电抗器事故进行了调查，发现电抗器运行温度偏高。设计选择的绝缘材料耐热等级偏低是造成故障的主要原因。下面列举几个比较典型的事故。(1)1997年7月29日9时07分，青海电力公司硝湾变35kV 54号开关速断保护动作跳闸。检查发现1号电抗器B相线圈有严重的烧伤痕迹，经试验确认为匝间短路。分析认为，设计中端部电场过于集中，因工艺上未加RTV涂料的缺陷而发生水树现象，致使事故发生，该电抗器返厂处理后于1998年4月投入运行。 (2)2002年5月14日0时28分，陕西神木变(330kV)2号主变低压35kV并联电抗器B相因外包封开裂，内部绝缘受潮引起匝间短路放电。经分析，电抗器表面树枝状放电最终导致短路后融化的金属气体喷射至A相引线上，又导致A，B相间短路。该事故导致变压器受到直接短路冲击退出运行。 (3)2003年6月5日重庆万州局万县变(500kV)35kVI-2号电抗器在大雨天气下外包封发生匝间短路，在烟尘和金属颗粒的作用下发展为相间短路。分析后认为，也是由于树枝状放电作为先导，最终导致事故发生，该产品被迫返厂更换外包封。 根据温度实测和解体分析，证实以上电抗器事故都是由于运行中热点温度高，加速了聚酯薄膜老化，当引入线或横面环氧开裂处雨水渗入后加速了老化，丧失了机械强度，不能裹紧导线；当雨水多次渗入时，造成匝间短路引起着火燃烧。
无功补偿用串联电抗器的性能与作用 目前工矿企业无功补偿多采用分组自动跟踪补偿，单组容量多为900kvar以下，一般都将电力电容器，串联电抗器及真空接触器等装于同一柜内，这样就要求电抗器体积小、性能好、重量轻、便于安装维护；现对无功补偿用串联电抗器的用途、性能介绍如下。 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、干式空芯电抗器； 4、干式半芯电抗器； 5、干式磁屏蔽电抗器； 二、无功补偿电抗器用途分为： 1、限流电抗器； 2、抑制谐波电抗器； 3、滤波电抗器； 三、串联电抗器的作用是多功能的，主要有： 1、降低电容器组的涌流倍数和涌流频率，便于选择配套设备和保护电容器。根据GB50227标准要求应将涌流限制在电容器额定电流的10倍以下，为了不发生谐波放大（谐波牵引），要求串联电抗器的伏安特性尽量为线性。网络谐波较小时，采用限制涌流的电抗器；电抗率在0.1%－1%左右即：可将涌流限制在额定电流的10倍以下，以减少电抗器的有功损耗，而且电抗器的体积小、占地面积小、便于安装在电容器柜内。采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，组成某次谐波的交流滤波器。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，提高电网的电压质量。 滤波电抗器的调谐度：
XL＝ωL＝1/n2XC=AXC 式中A－调谐度（%） XL－电抗值（Ω） XC－容抗值（Ω） n-谐波次数 L－电感值（μH） ω----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% 按上述调谐度配置电抗器，可满足滤除各次谐波。 3、抑制谐波的电抗器，先决条件是需要清楚电网的谐波情况，查清周围用电户有无大型整流设备、电弧、炼钢等能产生谐波的设备，有无性能不良好的高压变压器及高压电机，尽可能实测一下电网谐波的实际量值，再根据实际谐波量来配置适当的电抗器。铁芯电抗器电抗线性度不好，有噪声，空芯电抗器运行无噪声，线性度好，损耗小。 标准规定空芯电抗器容量在100KVAR以下时，每伏安损耗不大于0.03W。例如：单台12000VA电抗率6%的电抗器损耗为360W，三相有功损耗为1080W，这是一个不小的数字。电网上谐波较小时，采用限流电抗器可节省电能。 4、由于设置了串联电抗器，减少了系统向并联电容器装置或电容器装置向系统提供短路电流值。 5、可减少电容器组向故障电容器组的放电电流，保护电力电容器。 6、可减少电容器组的涌流，有利于接触器灭弧，降低操作过电压的幅值。 7、减小了由于操作并联电容器组引起的过电压幅值，有利于电网的过电压保护。 四、串联电抗器的选型原则 用电企业都有自身的特点，对设备有不同的要求，干式电抗器有噪音小、电