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電抗器如何選擇,該考慮以下因素:電流,諧波含量,諧波次數(shù),電壓,體積、損耗、絕緣等級、使用領(lǐng)域。
首先應(yīng)確定在系統(tǒng)中的做用,你的電抗是要做什么。
然后才能根據(jù)具體的功能計(jì)算,該限流限流,該保護(hù)保護(hù),該諧振諧振,不說用途沒法,與系統(tǒng)不好確定選擇的優(yōu)先條件。
一.輸出電抗器的作用:輸出電抗器主要作用是補(bǔ)償長線分布電容的影響,并能抑制輸出諧波電流,提高輸出高頻阻抗,有效抑制dv/dt.減低高頻漏電流,起到保護(hù)變頻器,減小設(shè)備噪聲的作用。電容器在補(bǔ)償功率的時(shí)候,往往會受到諧波電壓和諧波電流的沖擊,造成電容器損壞和功率因數(shù)降低,為此,需要在補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候進(jìn)行諧波治理。
二.輸入電抗器的作用;用來限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊,平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖,或平滑橋式整流電路換相時(shí)產(chǎn)生的電壓缺陷,
有效地保護(hù)變頻器和改善功率因數(shù),它既能阻止來自電網(wǎng)的干擾,又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。
三.直流電抗器的作用:直流電抗器接在變頻系統(tǒng)的直流整流環(huán)節(jié)與逆變環(huán)節(jié)之間,主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值,保持整流電流連續(xù),減小電流脈沖值,使逆變環(huán)節(jié)運(yùn)行更穩(wěn)定及改善變頻器的功率因數(shù)。
電抗器產(chǎn)品執(zhí)行檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):IEC289:1987 電抗器
GB10229-88 電抗器
JB9644-1999 半導(dǎo)體電氣傳動(dòng)用電抗器
GB6450-86 本標(biāo)準(zhǔn)等效國標(biāo)IEC 726(1982)《干式電力變壓器》
用戶對變頻器使用電抗器應(yīng)如何選擇?下面從額定交流電流的選擇、電壓降、電感量的選擇、對應(yīng)額定電流的電感量與電纜長度等方面進(jìn)行分析。
1,額定交流電流的選擇
額定交流電流是從發(fā)熱方面設(shè)計(jì)電抗器的長期工作電流,同時(shí)應(yīng)該考慮足夠的高次諧波分量。即輸出電抗器實(shí)際流過的電流是變頻器電機(jī)負(fù)載的輸出電流。
2,電壓降
電壓降是指50HZ時(shí),對應(yīng)實(shí)際額定電流時(shí)電抗器線圈兩端的實(shí)際電壓降。通常選擇電壓降在4V~8V左右。
3,電感量的選擇
電抗器的額定電感量也是一個(gè)重要的參數(shù)!若電感量選擇不合適,會直接影響額定電流下的電壓降的變化,從而引起故障。而電感量的大小取決于電抗器鐵芯的截面積和線圈的匝數(shù)與氣隙的調(diào)整。
輸出電抗器電感量的選擇是根據(jù)在額定頻率范圍內(nèi)的電纜長度來確定,然后再根據(jù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際額定電流來選擇相應(yīng)電感量要求下的鐵芯截面積和導(dǎo)線截面積,才能確定實(shí)際電壓降。
4,對應(yīng)額定電流的電感量與電纜長度:
電纜長度額定輸出電流電感量
300米 100A 46μH
200A 23μH
250A 16μH
300A 13μH
600米 100A 92μH
200A 46μH
250A 34μH
300A 27μH
理想的電抗器在額定交流電流及以下,電感量應(yīng)保持不變,隨著電流的增大,而電感量逐漸減小。
當(dāng)額定電流大于2倍時(shí),電感量減小到額定電感量的0.6倍。
當(dāng)額定電流大于2.5倍時(shí),電感量減小到額定電感量的0.5倍。
當(dāng)額定電流大于4倍時(shí),電感量減小到額定電感量的0.35倍
在高壓補(bǔ)償裝置中一般都裝設(shè)有串聯(lián)電抗器,它的作用主要有兩點(diǎn):一是限制合閘涌流,使其不超過額定電流的20倍;二是抑制供電系統(tǒng)的高次諧波,用來保護(hù)電容器。因此電抗器在補(bǔ)償裝置中的作用非常重要。只有科學(xué)、合理的選用電抗器才能確保補(bǔ)償裝置的安全運(yùn)行。
對于電抗器的選用主要有三方面的內(nèi)容:電抗器的電抗率K值的選取和電抗器結(jié)構(gòu)(空芯、鐵芯)以及電抗器的安裝位置(電源側(cè)、中性點(diǎn)側(cè))。
一、電抗器的電抗率K值的確定:
1、如在系統(tǒng)中諧波含量很少而僅考慮限制合閘涌流時(shí),則選
K=(0.5~1)%即可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。但這種電抗器對5次諧波電流放大嚴(yán)重,對3次諧波放大輕微。
2、如在系統(tǒng)中存在的諧波不可忽視時(shí),應(yīng)查明供電系統(tǒng)的背景諧波含量,然后再合理確定K值。為了達(dá)到抑制諧波的目的,電抗率的配置應(yīng)使用電容器接入處綜合諧波阻抗呈感性。
當(dāng)系統(tǒng)中電網(wǎng)背景諧波為5次及以上時(shí),這時(shí)應(yīng)配置電抗率為(4.5~6)%。電網(wǎng)的一般情況是:5次諧波最大,7次次之,3次較小。因此在工程中,選用K=4.5%~6%的電抗器較多,國際上也通常采用。
配置6%的電抗器抑制5次諧波效果好,但有明顯的放大3次諧波作用。它的諧振點(diǎn)(204HZ)遠(yuǎn)離5次諧波的頻率(250HZ),裕量較大。
配置4.5%的電抗器對3次諧波放大輕微,因此在抑制5次及以上諧波,同時(shí)又要兼顧減小對3次諧波的放大,在這種情況下是適宜的。但它的諧振點(diǎn)(235HZ)與5次諧波的頻率間距較小。
當(dāng)系統(tǒng)中背景諧波為3次及以上時(shí),應(yīng)配置電抗率為12%的電抗器。由于近年來不3次諧波源的電氣設(shè)備不斷增多,使系統(tǒng)中的3次諧波不斷的增大,尤其是冶金行業(yè)這個(gè)現(xiàn)象不能忽視。
總之配置電抗器的原則是:一定要根據(jù)系統(tǒng)背景諧波含量來綜合考慮而確定。
二、電抗器的結(jié)構(gòu)選擇:
電抗器的結(jié)構(gòu)形式主要有空芯和鐵芯兩種結(jié)構(gòu)。
鐵芯結(jié)構(gòu)的電抗器主要優(yōu)點(diǎn)是:損耗小,電磁兼容性叫好,體積小。缺點(diǎn)是:有噪音并在事故電流較大時(shí)鐵芯飽和失去了限流能力。當(dāng)干式鐵芯且采用氧樹脂鑄線圈的電抗器,其動(dòng)、熱穩(wěn)定性均很好,適合裝在柜中。油浸式鐵芯電抗器雖然體積大些,但噪音較小,散熱較好,安裝方便,適用于戶外使用。
空芯電抗器的主要優(yōu)點(diǎn)是:線性度好,具有很強(qiáng)的限制短路電流的能力而且噪音小。缺點(diǎn)是:損耗大,體積大。這種電抗器戶內(nèi),戶外都適合,但不適合裝在柜中。在戶外安裝容易解決防止電磁感應(yīng)問題。最好采用分相布置“品”字形或“一”字形。這樣相間拉開了距離,有利于防止相間短路和縮小事故范圍。所以這種布置方式為首選。當(dāng)場地受到限制不能分相布置時(shí),可采用互相疊裝式產(chǎn)品。三相疊裝式產(chǎn)品的B相線圈繞線制方向?yàn)榉捶较蚴怪е^緣承受壓力,因此在安裝時(shí)一定按生產(chǎn)廠家的規(guī)定。
三、電抗器的安裝位置:
串聯(lián)電抗器無論裝在電容器的電源側(cè)或中性點(diǎn)側(cè),從限制合閘涌流和抑制諧波來說,作用都一樣。
當(dāng)把電抗器裝在電源側(cè)時(shí),運(yùn)行條件苛刻。因它承受短路電流的沖擊,電抗器對地電壓也高(相對于中性點(diǎn)側(cè))。因此對動(dòng)、熱穩(wěn)定要求高。根據(jù)這些要求,宜采用環(huán)氧玻璃纖維包封的空心電抗器比較適合,而鐵芯電抗器有鐵芯飽和之慮。
當(dāng)把電抗器裝在中性點(diǎn)側(cè)時(shí),對電抗器的要求相對低些,一般不受短路電流的沖擊。故動(dòng)、熱穩(wěn)定沒有特殊要求,而且電抗器承受的對地電壓低,所以采用空芯,鐵芯干式,鐵芯油浸式均可以。
電抗器安裝在中性點(diǎn)側(cè)比安裝在電源側(cè)缺少了電抗器的抗短路電流沖擊的能力。
四、半芯式電抗器
這種電抗器是將鐵芯電抗器中的鐵芯放在了空芯電抗器的空芯中。它區(qū)別于傳統(tǒng)的鐵芯電抗器是:其鐵芯并不包圍整個(gè)線圈而形成回路。從列表看象是空芯電抗器,但它的外形大大減小,是由于在線圈芯中放置了由高導(dǎo)磁材料做成的芯柱,使線圈中的磁導(dǎo)率大大增加,從而也比空芯電抗器的損耗小。
半芯式電抗器的性能和外形基本介于鐵芯和空芯電抗器之間。
以上對電抗器選用的說明僅從技術(shù)方面來分析,但在實(shí)際中還是要考慮價(jià)格因素。因此在選用電抗器時(shí)一定要綜合比較技術(shù)、價(jià)格指標(biāo),才能達(dá)到最佳效果。