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如何选用变频器电抗器
如何选用变频器电抗器
时间:2016-8-12 15:57:46      点击数:521
一.输出电抗器的作用:输出电抗器主要作用是补偿长线分布电容的影响,并能抑制输出谐波电流,提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,输出电抗器起到保护变频器,减小设备噪声的作用。电容器在补偿功率的时候,往往会受到谐波电压和谐波电流的冲击,造成变频器损坏和功率因数降低,为此,需要在补偿的时候加装电抗器进行谐波治理。
二.输入电抗器的作用;用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击,平滑电源电压中包含的尖峰脉冲,或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷, 有效地保护变频器和改善功率因数,它既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。
三.直流电抗器的作用:直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间,主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续,减小电流脉冲值,使逆变环节运行更稳定及改善变频器的功率因数。
电抗器产品执行检验标准:IEC289:1987 电抗器
                  GB10229-88   电抗器
                  JB9644-1999  半导体电气传动用电抗器
                  GB6450-86 本标准等效国标IEC 726(1982)《干式电力变压器》

用户对变频器使用电抗器应如何选择?下面从额定交流电流的选择、电压降、电感量的选择、对应额定电流的电感量与电缆长度等方面进行分析。
 
  1, 额定交流电流的选择
 
  额定交流电流是从发热方面设计电抗器的长期工作电流,同时应该考虑足够的高次谐波分量。即输出电抗器实际流过的电流是变频器电机负载的输出电流。
 
  2, 电压降
 
  电压降是指50HZ时,对应实际额定电流时电抗器线圈两端的实际电压降。通常选择电压降在4V~8V左右。
 
  3, 电感量的选择
 
  电抗器的额定电感量也是一个重要的参数!若电感量选择不合适,会直接影响额定电流下的电压降的变化,从而引起故障。而电感量的大小取决于电抗器铁芯的截面积和线圈的匝数与气隙的调整。
 
  输出电抗器电感量的选择是根据在额定频率范围内的电缆长度来确定,然后再根据电动机的实际额定电流来选择相应电感量要求下的铁芯截面积和导线截面积,才能确定实际电压降。
 
  4,对应额定电流的电感量与电缆长度:
 
  电缆长度 额定输出电流 电感量
 
  300米 100A 46μH
 
  200A 23μH
 
  250A 16μH
 
  300A 13μH
 
  600米 100A 92μH
 
  200A 46μH
 
  250A 34μH
 
  300A 27μH
 
  理想的电抗器在额定交流电流及以下,电感量应保持不变,随着电流的增大,而电感量逐渐减小。
 
  当额定电流大于2倍时,电感量减小到额定电感量的0.6倍。
 
  当额定电流大于2.5倍时,电感量减小到额定电感量的0.5倍。
 
  当额定电流大于4倍时,电感量减小到额定电感量的0.35倍 
 
在高压补偿装置中一般都装设有串联电抗器,它的作用主要有两点:一是限制合闸涌流,使其不超过额定电流的20倍;二是抑制供电系统的高次谐波,用来保护电容器。因此电抗器在补偿装置中的作用非常重要。只有科学、合理的选用电抗器才能确保补偿装置的安全运行。
 
  对于电抗器的选用主要有三方面的内容:电抗器的电抗率K值的选取和电抗器结构(空芯、铁芯)以及电抗器的安装位置(电源侧、中性点侧)。
 
一、 电抗器的电抗率K值的确定:
 
  1、如在系统中谐波含量很少而仅考虑限制合闸涌流时,则选 K=(0.5~1)%即可满足标准要求。但这种电抗器对5次谐波电流放大严重,对3次谐波放大轻微。
 
  2、如在系统中存在的谐波不可忽视时,应查明供电系统的背景谐波含量,然后再合理确定K值。为了达到抑制谐波的目的,电抗率的配置应使用电容器接入处综合谐波阻抗呈感性。
 
  当系统中电网背景谐波为5次及以上时,这时应配置电抗率为(4.5~6)%。电网的一般情况是:5次谐波最大,7次次之,3次较小。因此在工程中,选用K=4.5%~6%的电抗器较多,国际上也通常采用。
 
  配置6%的电抗器抑制5次谐波效果好,但有明显的放大3次谐波作用。它的谐振点(204HZ)远离5次谐波的频率(250HZ),裕量较大。
 
  配置4.5%的电抗器对3次谐波放大轻微,因此在抑制5次及以上谐波,同时又要兼顾减小对3次谐波的放大,在这种情况下是适宜的。但它的谐振点(235HZ)与5次谐波的频率间距较小。
 
  当系统中背景谐波为3次及以上时,应配置电抗率为12%的电抗器。由于近年来不3次谐波源的电气设备不断增多,使系统中的3次谐波不断的增大,尤其是冶金行业这个现象不能忽视。
总之配置电抗器的原则是:一定要根据系统背景谐波含量来综合考虑而确定。
 
二、 电抗器的结构选择:
 
  电抗器的结构形式主要有空芯和铁芯两种结构。
 
  铁芯结构的电抗器主要优点是:损耗小,电磁兼容性叫好,体积小。缺点是:有噪音并在事故电流较大时铁芯饱和失去了限流能力。当干式铁芯且采用氧树脂铸线圈的电抗器,其动、热稳定性均很好,适合装在柜中。油浸式铁芯电抗器虽然体积大些,但噪音较小,散热较好,安装方便,适用于户外使用。
 
  空芯电抗器的主要优点是:线性度好,具有很强的限制短路电流的能力而且噪音小。缺点是:损耗大,体积大。这种电抗器户内,户外都适合,但不适合装在柜中。在户外安装容易解决防止电磁感应问题。最好采用分相布置“品”字形或“一”字形。这样相间拉开了距离,有利于防止相间短路和缩小事故范围。所以这种布置方式为首选。当场地受到限制不能分相布置时,可采用互相叠装式产品。三相叠装式产品的B相线圈绕线制方向为反方向使支柱绝缘承受压力,因此在安装时一定按生产厂家的规定。
 
三、 电抗器的安装位置:
串联电抗器无论装在电容器的电源侧或中性点侧,从限制合闸涌流和抑制谐波来说,作用都一样。
当把电抗器装在电源侧时,运行条件苛刻。因它承受短路电流的冲击,电抗器对地电压也高(相对于中性点侧)。因此对动、热稳定要求高。根据这些要求,宜采用环氧玻璃纤维包封的空心电抗器比较适合,而铁芯电抗器有铁芯饱和之虑。
当把电抗器装在中性点侧时,对电抗器的要求相对低些,一般不受短路电流的冲击。故动、热稳定没有特殊要求,而且电抗器承受的对地电压低,所以采用空芯,铁芯干式,铁芯油浸式均可以。
电抗器安装在中性点侧比安装在电源侧缺少了电抗器的抗短路电流冲击的能力。
 
四、 半芯式电抗器
 
  这种电抗器是将铁芯电抗器中的铁芯放在了空芯电抗器的空芯中。它区别于传统的铁芯电抗器是:其铁芯并不包围整个线圈而形成回路。从列表看象是空芯电抗器,但它的外形大大减小,是由于, 在线圈芯中放置了由高导磁材料做成的芯柱,使线圈中的磁导率大大增加,从而也比空芯电抗器的损耗小。
 
  半芯式电抗器的性能和外形基本介于铁芯和空芯电抗器之间。
 
  上面对电抗器选用的说明仅从技术方面来分析,但在实际中还是要考虑价格因素。因此在选用电抗器时一定要综合比较技术、价格指标,才能达到最佳效果。

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