最新电力无源滤波补偿装置研究、设计与分析(3)

最新电力无源滤波补偿装置研究成果

11XC

c2 fc

式中：

XC——容抗（ ）

——角频率（rad/s）

f

——电网频率（Hz）

3、电容器的标称容抗计算：

2Ucn

XC 103

Qc

式中：

QC 电容容量（kVar）

Ue 电容器额定电压（kV）

例如：30KVar 450V 电容器，计算其容抗为：

0.452

XC 103 6.75

30

4、电容器容量 （单位：kVar）

QC 2 fcu 10

式中：

C----电容器容值（μF） ue---电容器的额定电压（V）

2

e

3

QCQC

C 2

2 fUe0.314Ue2

QC 电容容量（kVar）

Ue 电容器额定电压（kV）

由公式得出结论：

⑴、 电容器在超出1.1倍额定电压和1.3倍额定电流的情况下，会处于明显的超载状态，其温度、噪声、绝缘等都会加速损坏或老化，电容器将会影响正常使用。

⑵、 电容器的容值与容量的关系：

电容器的容值是与电容器制作方式有关，一旦制作完成，在偏差范围内，容值不会变化的，而电容器的容量是系统电压变化而变化的，有明显的与电压的平方成正比的关系，所以，对

最新电力无源滤波补偿装置研究成果

的电压和容量，计算其容值为：

①、在额定450V的电压下，标称容量30kVar的电容器的容值为：

例如：30kVar 450V 电容器，其容量和电压的平方成比例变化的，但容值是唯一的，不同

QCQC30C 471.8( F)

222

2 fUe0.314 Ue0.314 0.45

②、在420V 运行电压下，容量下降至26.13kVar的电容器的容值为：

QCQC25.9C 471.7( F)

222

2 fUe0.314 Ue0.314 0.42

③、在400V 运行电压下，容量下降至23.4kVar的电容器的容值为：

QCQC23.4C 471.8( F)

222

2 fUe0.314 Ue0.314 0.4

5、电压（运行电压）与电容补偿容量的关系：

Uc2

Qc Qe2

Ue

式中：

Qc 实际运行电压下补偿容量（KVar） Uc 电容器实际运行电压（V）

Qe 电容器额定电压下补偿容量（KVar） Ue 电容器端额定电压（V）

例如：

1、30KVar 450V 电容器；

额定电压是450V时，电容器会输出额定的标准容量30kVar； 2、在400V运行电压下，其容量为：

Uc24002

Qc Qe2 30 30 0.7921 23.76(kVar) 2

Ue450

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3、在1.1倍的495V运行电压下，其输出容量可以为：

Uc24952

Qc Qe2 30 30 1.21 36.3(kVar) 2

Ue450

所以，可以明确的是电容器的容量直接与电压有关系，当运行电压上升至电容器超载范

围内时，电容器是可以输出超出额定30 kVar的输出容量36.3 kVar，但其运行时间不可以太长，对电容本身也是有伤害的。

6、电容器的额定、运行电流的计算： （单位：A）

I6C 2 fcue

10

IQC

式中：

QC 电容容量（kVar）

U

e 电容器额定电压（kV）

例如：30KVar 450V 电容器，计算其额定电流为：

Ie

30

1.732 0.45

38.5(A) 运行电压400 V ，容量下降23.7kVar，计算运行电流为：

Ic Qc23.7 1.732 0.4

34.2(A)

㈡、电抗器的基本概念

1、 电抗器的电感量（交流电抗器电感量）：（单位：H）

1.256W2LS

10 8l

q

式中：

U4

w-------电抗器绕组相匝数： W 222SB 10

m

其中：S——铁芯截面积（cm2

）

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Bm——磁通密度（T）

U lq lq’------气隙长度： lq Ux

其中： U——相电抗压降

Ux——设计要求相电抗压降

S-------铁芯截面（cm） 1）、由公式得出结论：

⑴、电抗器一旦制作完成其抗值是确定的，其电抗器的抗值偏差范围为：

①、国家标准的调整偏差范围：0%～+5% (K≥4.5%)，0%～+10% (K＜4.5%)，通常-5～+5%； ②、一般厂家允许偏差：0～+5% (维持在正偏差范围内)；

⑵、电抗器的抗值（mH）只与电抗器绕组相匝数、气隙长度、铁芯截面有关，而与系统的电压、电流、容量没有直接关系，一旦生产制作完成了，一个标定电抗器的抗值就确定了，除了有正常偏差外，这个抗值值是不会发生大的变化。 2）、电抗器的工作条件：

①、温升：串联电抗器的温升试验要求在1.35倍工频额定电流下进行， 电抗器的温升：铁芯85K，线圈95K。 ②、绝缘水平：3kV/1min,无击穿与闪络。

③、电抗器噪声等级：不大于55dB。电抗器耐温等级：H级以上。

④、电抗器能在额定电流的1.35倍下长期运行，电抗器在1.8倍额定电流下的电抗值，其下降值不大于5%。

电抗器应能承受下列稳态过电流：

电抗器应能在工频1.35倍或工频加谐波合成电流方均根值为1.2倍的额定电流下连续运行； 有特殊要求时，电抗器可在工频加谐波合成电流方均根值为1.3倍的额定电流下连续运行。

⑤、损耗：小于95(70) ×Sn0.75（容量小于等于500kvar时用95,大于500时用70）。 ⑥、设计计算时还要核算电抗器的动热稳定特性。 3）、电抗器的材质满足使用要求：

①、铁芯：优质低损耗冷轧硅钢片；

②、气隙：环氧层压玻璃板作间隔，保证气隙在运行中没有变化； ③、线圈：H级漆包扁铜线绕制，有较好的散热效果。 ④、外观：体积小、重量轻、外观好。 4）、电抗器使用寿命的分析