失谐电抗器

失谐电抗器

4月 25, 2019 电能质量 by howcore

■概述

电力电子器件越来越多的使用导致电气系统中异常的谐波失真水平的增加其中经常 引起电容器装置的问题。这就是为什么越来越多的电力供应商要求安装失谐  电容器 系统的原因。

一个失谐电容器系统执行无功补偿的功能同时能防止电气系统中电容与电感之间的 谐振引起的任何谐波电流和电压的升高。

通过向电力电容器添加适当的额定 串联电抗器,这两个元件形成一个具有低于系统 中最低阶谐波的谐振频率(通常为 5 次) 的谐振电路。只要选择正确电抗器的规格 ’ 这个谐振频率以上的所有频率此刻都将这个电路视为电感 从而消除了在电容器和 系统电感之间建立危险谐振的可能性  。

▲ 然而必须确保 ,具有失谐电抗器的电容器和非失谐的电容器绝不在同一电源下工作 。这种组合可能引起不可预见的相互作用和补偿电 流从而导致电容器 ,电抗器和真它部件的损伤和毁坏 。

HOWCORE GR 系列电抗器由高精度铁芯冲压薄片以及铜或铝制成 。整个组件使用先进的真空压力浸渍工艺浸渍 。它们被平躁并在真空中浸渍环保的低苯乙烯树脂确保它们能够承受高电压 ,低噪声水平以及长寿命。根据其额定功率,电抗
器配有端子排或接线端子/电缆。电抗器如果使用铝条绕组,则需要使用冷压焊的方法把实心铜条的终端焊接在绕组导线上。这是一个特殊的,经过充分验证的与铝带可靠地连接的焊接方法 。

高精度铁芯薄片冲压可消除三相之间的电感公差   ,也能够精确调谐电抗器。通过计算机控制的卷绕机采用冷压焊接技术将铜条的接线端子焊接 在铝带线圈或铜带线圈上 ,为您解决电缆与接线端子之间因接触不当产生的过热问题  。

一个集成的热敏开关 (可逆) 允许外部监测和/或在不可容许的热累积的情况下断开电抗器。 成本压力以及对更小尺寸开关设备的需求导致系统和组件越来越密集的利用  。伴随着内部电阻的降低甚至失谐电抗器也变得更加紧凑。

尽管在高电流下电感具有良好的线性度-该参数通常是评估电抗器时最重要的标准- 在未知的电源条件下运行时可能会出现问题 。例如即使在 相对低的谐波失真水平下 ,上游开关元件产生的阻尼不足 (低阻抗)。由于初始 投切电流的幅值 ,电抗器的电感可以分解为其荷司在值的一小部 分。在这些情况下,铁芯趋于饱和并将发生强烈     的蜂鸣声以及超过额定电流的电流。这种现象也被称为铁碰谐振。

由于成本和空间的考虑 ,通常排除使用具有较高负载能力的足够大小的电抗器 ,建议在对电源条件并不确切知道的所有情况下使用具有浪涌保 护的电容器接触器 。这样提供的阻尼效应会明显超过通过适配电抗器的尺寸实现的效果 ,同时大大降低了成本。

应该指出的是,即使使用浪涌保护电容器接触器 ,电抗器也必须根据其工作条件提供足够的电流线性度。

计算机辅助设计能力使我们能够提供具有最佳优化功率损 耗以及空气闰隐设计的高效经济的电抗器 。计算机设计的铁芯构造使电抗器能在很大 的电流和频率范围内保持恒定的电感 。所有电抗器的设计和测试完全符合 IEC 和 UL 标准。

■ 额定电感LN

在额定电流 IN 下测量的电抗器的电感额定值 ,单位为 mH (毫亨)。 三相的平均值。

■ 额定电压 (又作 :系统额定电压) UN

连续运行中的正弦交流电压允许的均方根值  ,即使在发生故障的情况下也不得超过在IEC60831和DIN  EN  50160 中规定的电抗器允许过电压极限。

■ 电容器电压 UCN

所需的电容器的电压强度 ,电容器和电抗器的串联连接导致电容器端子处的电压升高如以下公式所述 ,在选择电容器时必须考虑该应用公式 。

要选择的电容器必须具有至少430V的电压强度

■失谐系数P

■ 失谐系统的额定功率 Qlc

为避免误解说明电抗器功率时必须小心 。作为规则,电抗器的额定功率不描述其实际电抗,而是描述待失谐的电容器的无功功率,或是在系统额定电压 UN 下整个 LC  电路的总输出。

■ 有两种主要方法:

1.非调整级:

未调节的电抗器在系统电压下与具有标准额定值的电力电容器匹配   这允许使用具有标准额定值的电容器,然而由于谐振电路内部电压升高 无功输出随着增加 ,需要安装比实际更多的功率输出 {在下面的示例中 :26.9 而不是25kva)。 在这种情况下 ,电容器的额定功率用 于定义电抗器额定值。

▲ 警告:

记住待失谐电容器将面临增加的电压,过高的电压负荷可能导致电容器寿命降低甚至失效或损坏!在向现有的非失谐系统添加失谐电抗器之前,检查电容器的电容量和一般状态,因为它们可能在之前的操作中由于没有电抗器的保护已经受到损害!

2.调整级

调整后的电抗器旨在创建准确的无功功率输出,允许谐振电路内的内部电压上升。优点:根据客户的要求安装精确的功率 ,开关器件的应力较小 注意电容榻的确切大小是必要的。

■ 耗散功率

所有铁,铜以及最大漏碰损耗的总和  指定的过电压和谐波含量  取决与失谐系数,我们电抗器的有效耗散功率在 4 到 6W/kvar之间.

■ 额定电流(又作:基波电流) IN

电流均方根值 -由串联电容器导致 -在额定电压和频率下 ,不包括谐波失真、开关瞬变和电容公差.

■ 均方根电流

稳定运行中的电抗器上的电流负载,由系统中的基波加谐波产生 。对于本目录中给出的所有数据,我们假定基波电流增加了 103,产生的 电压公差符合 DIN EN 50160 允许的范围.

■ 最大额定电流 llin 和电流的线性度

■ 温控开关

所有电抗器都配有一个单独的螺丝接线端子,用于位于中心线圈内的温控开关(常开接点开关)。

反应温度125℃
电压
250V AC(<6.3A)…500V AC(<2A)
公差±5K

注:如果有需要我们可以在电抗器的每个线圈内配置温控开关

■ 设计

真空浸渍环保,低苯乙烯树脂 ,长使用寿命 ,高电压强度和低噪音水平。

  • 高线性度以避免铁磁谐振
  • 通过内部线圈中的微动开关控制温度
  • 高过载能力
  • 高绝缘等级
  • 低损耗

■ 特征

  • 三相或单相
  • 自然空气冷却(或强制空气冷却)
  • 室内安装

■ 典型应用

  • 避免谐振条件
  • 调谐和失谐谐波滤波器
  • 减少谐波失真(清洁系统)
  • 减少功率损耗

■ 快速参考数据

标准EN 61558-2-20:2000,VDE 0570-2,IEC 60076-6:2007,UL508,C22.2No.14
额定电压Ucn V AC120…1000V AC
常规输出Qcn5 up to 150kvar
额定频率fn50/60Hz
失谐系数P5.67%,7%,12.5%,14%
电感公差(三相平均值)±3%
线性度 llin Allin= 1.6 2.5 1N (可根据要求提供更高的值)
谐波负载
(连续运行)
U3 = 0.5%UN, U5= 6.0% UN, U7 = 5.0%Un
U11=3.5%Un,U13=3.0%Un
绝缘
(绕组至铁芯)
3KV
温度等级T55
温升 K≤40K(受谐波、过电压的综合影响)
绝缘等级H
防护等级室内安装
噪音 dB≤48dB (受谐波、过电压的综合影响)
冷却自然冷却
湿度95%
海拔Max.3000m
安装水平(垂直向上)
设计三相,多气隙铁芯
绕组材料铜/铝
浸渍工艺聚酯树脂,F类
端子接线端子,电缆接头,或耐高温柔性电缆

400V,50Hz,P=7%,fr=189Hz for 480V Capacitor

绝缘等级补偿标称容量(Kvar)400VAC时
有效输出容量(Kvar)
400VAC时
最大电流(A)
LWHE±1F±2a*b
GR7-480-20SAX2015241
9
5
1
7
5
1701
2
0
1
0
0
10*20
GR7-480-25SAX 2518.8301
9
5
1
7
5
1701
2
0
1
0
0
10*20
GR7-480-30SAB3022.5362
3
5
1
8
0
1651
5
0
1
0
0
7*
14
GR7-480-33.3SAB33.325402
3
5
1
8
0
1651
5
0
1
0
0
7*
14
GR7-480-40SAB4030482
5
5
1
9
5
2201
5
0
1
2
5
9*17
GR7-480-50SAB5037.5602
5
5
1
9
5
2201
5
0
1
2
5

9*
17
GR7-480-60SAB6045722
5
5
1
9
5
2201
5
0
1
2
5

9*
17
GR7-480-66.6SAB66.650802
55
1
9
5
2201
5
0
1
2
5

9*
17
GR7-480-70SAB7052.3842551
95
2201
5
0
1
2
5

9*
17
GR7-480-80SAB8059.8962951902151
7
5
1
2
5

9*
17
GR7-480-90SAB9067.21082951902151
7
5
1
2
5

9*
17
GR7-480-100SAB10074.61202951902151
75
1
25
9*
17

400V,50Hz,P=14%,fr=134Hz for 525V Capacitor

绝缘等级补偿标称容量(Kvar)400VAC时
有效输出容量(Kvar)
400VAC时
最大电流(A)
LWHE±1F±2a*b
GR14-480-20SAX 2013.52225015522012011010*20
GR14-480-25SAX 2516.92825019519012012010*20
GR14-480-30SAB 3020.3332951902151751259*17
GR14-480-37.5SAB 37.52541295190215175125
9*17
GR14-480-40SAB 402744295190215175125
9*17
GR7-480-50SAB 5033.855295190215175125
9*17
GR14-480-60SAB 6040.566355200265175130
9*17
GR14-480-70SAB 7047.377355200265175130
9*17
GR14-480-75SAB 755082355200265175130
9*17
GR14-480-80SAB 805488355205265175130
9*17
GR14-480-90SAB 9060.899355205265175130
9*17
GR14-480-100SAB 10067.5110355205265175130
9*17

注:以上列表仅供参考 !系统电压从 120V 到 1000V 之间 ,在 50Hz和 60Hz 的范围内电抗器额定值实际上是没有限制的。HOWCORE 可根据客户对电抗器的具体要求定制设计 。

■ 注意和警告

  • 如果有任何外观损坏,请不要安装此电抗器;
  • 安装必须由专业人员完成;
  • 不要在腐蚀性气体中使用或存储谐波滤波器电抗器 ,特别是当存在氧化物气体 ,硫化物气体 ,酸 ,碱 ,盐或类似物质时;
  • 在运行期间请勿触摸设备 :本设备的所有电气部件,如绕组,电子组件,引线,保险丝和端子都带有危险电 压 ,可能导致灼伤或触电;
  • 防止触及这些带电部件的盖板在运行期间不得打开或拆除;
  • 在任何装配或维修工作开始之前 ,所有装置和设备必须与电源断开;
  • 不遵守这些指示的行为可能会导致死亡 ,严重伤害或设备严重损坏。

■ 为了排除不允许的温升以及绝缘系统的过载 ,还必须注意以**意事项 :

  • 只有铭牌上指定的保护装置 ,如保险丝和电机保护开关 ,可以使用。电机保护开关必须遵守规定的设定值 . 必须根据安装说明连接任何温度敏感的保护装置 ,如温度开关和温度传感器 。
  • 在额定工作条件下 ,特别是在过载情况下 ,表面允许有高温 。根据温度等级和负载类型 ,这些值可以达到高达 260℃,并且还可能影响已经过于密集的相邻部件 。
  • 插入的位置应选择使绕组内部存在的冷却导管垂直布置 ,并且冷却气流不被相邻的部件 ,连接引线等阻碍。不得超过铭牌上规定的绝缘系统的最大电压。不遵守这些指示的行为可能会导致设备相当大的损坏或由于超标的温度导致的火灾 。

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