电容器串联电抗器后为什么电容器端子电压被抬高,按理说电抗器分压,电容端电压降低才是啊,请高手指教
唉呀!
不是电抗端电压,是对零线电压。
0.4v是电抗的压降。
因为在同一个电源中串联后,电容上的电压与电抗议上的电压是反相的。但是二者向量和又必须等于电源电压的,所以电容上电压等到于电源电压加上电抗电压了。
基础知识:一般来说,电容器的极板面积越大,其电容越大,电容器的极间距离越小,其电容越大,电容器的电容与极板间绝缘介质的介质常熟成正比。电容量与耐压是电容器的两个主要技术指标。电容器承受的电压过高,其绝缘介质将被击穿而导电,丧失电容器的作用)问题:(什么时间选择集合式电容器和单只电容器?)
1.1电容器上额定电压的选择
电容器的额定电压是电力电容器设计制造时确定的正常运行电压。一般电气装置的额定电压是按照该装置拟接入的电力系统的额定电压考虑。在选择电容器的额定电压时,除考虑电网接入处的额定电压外,还应考虑以下因素:
(1) 装设串联电抗器引起电容器端电压的升高
在电力电容器的电气回路中,会串入电抗器,作用是限制合闸涌流或抑制谐波电流。(关于电抗器的选择见以下内容)
通过分析以上LC串联电路图得知,流过电感L和电容C 上的电流是相同的,它们所承受的电压高低本身的电抗值有关。在电容器的串联回路中,电抗器的感抗值XL与电容器容抗值XC的关系为:
XL=KXC
K=(0.5~13)% K为电抗率,即为串联电抗器的感抗值与电容器的容抗值之比,以百分数表示。
即容抗值远大于感抗值。因此电容器上承受的电压肯定远大于电抗器上的电压,而且也远大于电源电压。因此,在并联电容器串入串联电抗器后,会引起电压升高,电容器组上承受的端电压XC要比母线电压US高。计算公式为:
根据以上公式,得出电容器的额定电压标准系列取值,见下表:
US
UC
K
6
10
35
63
≤1 6.3/
10.5/
21 38
4.5~6 6.6/
11/
22 40
12 6.9/
11.5/
23 42
12~13 7.2/
12/
24 44
注意问题:
1、 电容器运行中可能承受的长期工频过电压,应不大于电容器额定电压的1.1倍。如果超过1.1倍的额定电压,将造成严重过负荷,引起电容器过热,长期会引起绝缘破坏,引起事故。电容器的稳态过电压为:
装置的连续运行电压为1.05 UN,且能在下表规定的稳态过电压下运行相应的时间。
工频过电压 最大持续时间 说明
1.10Un 长期 指长期过电压的最高值应不越过1.10Un
1.15Un 每24h30min 系统电压调整与波动
1.20Un 5min 轻荷载时电压的升高
1.30Un 1min
2、 电容器的额定电压也不宜取过大的安全裕度,因为电容器的容量与运行电压的平方成正比:Q=ωCU2
Q—电容器的容量
C—电容的电容量
ω、U――分别为交流电的角频率和电容器的运行电压。
虽然电容器的长期工作电压不能过高,但是若运行电压低于额定电压,根据以上公式得知,则电容器的出力也将大大降低。
(2) 电容器的端电压要考虑谐波电流在电容器上产生的分压
以上的分析我们得知,在补偿电容器前串联电抗器后,因电抗器与电容器之间有相位相差180度,故电容器上的电压要考虑电抗器的分压,如果系统中无谐波源,则此时电容器组的耐压等级按下式考虑:
UC= US+ UL
其中US为系统电压,既是基波电压,UL为电抗器分电。
若系统中有谐波源存在,在电容器上的电压应考虑谐波电流在电容器上的分压,则此时电容器组的耐压等级按下式考虑:
UC= US+ UL+UH
UH为谐波电流在电容器上的分压,根据IEEE519标准在高压系统中三、五、七次谐波分别应考虑基波的0.3%、3%、3%。
例如:补偿系统正常的运行电压为10kV,若系统存在7次谐波,串6%电抗器后,考虑电压波动为UH=5%US,电容器组的耐压等级计算为:
UC= US+ UL+UH=10/(1-6%)+10(6%+0.3%)+10*5%
=11.8 kV
即:补偿电容器组的耐压考虑按12 kV。
插入文章:
(国标50227 5.2.2 本条明确了电容器额定电压选择的主要原则。额定电压是电容器的重要参数,在并联电容器装置设计中正确地选择电容器的额定电压十分重要。众所周知,电容器的输出容量与其运行电压的平方成正比(即Q=ωCU2)、电容器运行在额定电压下则输出额定容量,运行电压低于额定电压则达不到额定输出,因此,电容器的额定电压,取过大的安全裕度就会出现过大的容量亏损。运行电压高于额定电压,如超过1.1倍,将造成不允许的过负荷,而且电容器内部介质将产生局部放电,局部放电对绝缘介质的危害极大。由于电子和离子直接撞击介质,固体和液体介质就会分解产生臭氧和氮的氧化物等气体,使介质受到化学腐蚀,并使介质增大,局部过热,并可能发展成绝缘击穿。为了使电容器的额定电压选择合理,达到经济和安全运行的目的,在分析电容器端子上的预期电压时,下面几种情况应予以考虑:
(1)并联电容器装置接入电网后引起电网电压升高;
(2)谐波引起的电网电压升高;
(3)装设串联电抗器引起电容器端电压升高;
(4)相间和串联段间的容差,将形成电压分配不均,使部分电容器电压升高;
(5)轻负荷引起电网电压升高。
并联电容器装置接入电网后引起的母线电压升高值可按下式计算:
式中ΔUs—母线电压升高值(kV);
USO—并联电容器装置投入前的母线电压(kV);
Q—母线上所有运行的电容器容量(Mvar) ;
Sd—母线短路容量(MVA)。
电容器额定电压可先由公式求出计算值再从产品标准系列中选取,计算如下:
式中UCN—单台电容器额定电压(kV);
USN—电容器接入点电网标称电压(kV);
S—电容器组每相的串联段数;
K—电抗率
上述计算式中系数1.05的取值依据是电网最高运行电压一般不超过标称电压的1.07倍,最高为1.1倍,运行平均电压约为电网标称电压的1.05倍。将具体工程选取的电抗率K值和串联段数S值代入式(2)中,可先算出电容器额定电压的计算值,然后,从电容器额定电压的标准系列中即可选取靠近计算值的额定电压。)
1.2 损耗正切角
电容器有能量损耗,它的电流比电压超前的相位差不是900,而是比900略小一些,如图,所小的角度δ叫介质损耗角,介质损耗角的正切、即tgδ叫损耗因数。δ决定于绝缘介质的种类、电路的频率和电压。一般情况下δ很小,tgδ的范围是10-4~10-1。
1.3 电容承受的电流
1、 稳态过电流
DL/T604-1996中4.6.6规定成套装置应能在均方根值不超过1.1×1.30IN、电容值偏差(正偏差+10%)及高次谐波综合作用的结果。国标GB50227-1995规定并联电容器装置的总回路和分组回路的电器和导体的稳态过电流,应为电容器组额定电流的1.35倍。
如并联电容器装置装设串联电抗器,正常工况回路工作电流将小于电容器组额定电流计算值,即使在谐波和过电压的共同作用下,回路电流一般不超过1.35倍电容器组额定电流,否则过负荷将动作跳闸。
2、 合闸涌流
并联电容器合闸投运时会产生很大的冲击电流,称为合闸涌流。
在电容器合闸之前,电容器上没有电压。在电容器合闸瞬间,流入电容器的电流只受到电容器回路中的阻抗限制,由于母线阻抗很小,与短路相似,这时系统中的电感与电容器的电容形成串联谐振回路,将产生很大的冲击合闸涌流。
单组电容器投入,合闸涌流通常不大,当电容器组接入处的母线短路容量不超过电容器组容量的80倍时,单组电容器的合闸涌流不超过10倍。电容器组追加投入时涌流倍数较大,组数多时最后一组的投入涌流最大。高频率高幅值涌流对开关触头和设备绝缘会造成损害。根据国内多年的运行经验,20倍涌流未见对回路设备造成损害。
目前的限制合闸涌流的措施是,在系统谐波含量较少时,串联电抗率为0.1%-1%的电抗器限制电容组追加投入时的涌流。
1.4 电容器的偏差
a.集合式电容器组允许的电容偏差不超过其额定值的0~+5%。
b.用于集合式电容器的电容器单元的电容偏差不超过其额定值的-5~+5%。
c.三相电容器组的任意两相实测电容值中最大值与最小值之比不超过1.02。
d.电容器的每相中任意两段实测电容值之比,与规定的电容值之比的允许偏差不大于0.5%。
e.单台电容器的电容偏差不超过额定电容的-5%或+10%。
2 电抗器
这主要是相位上的问题,我们都知道,电感和电容是相位互成180度的,电抗器上面是要分压,这样的话,电抗器上面的电压就会反向提高电容器两端的电压降,比如说400v系统,并上这个LC支路,电抗上面压降24v,那么电容器上面就是424V,由于电容电抗之间相位想差180,所以系统电压就还是400.
电抗器电压是超前电流的,不是电阻的分压关系
第一,LC电路串联,会组成一个LC谐振电路,电感和电容均有储能作用。但产生高频谐振时,电感端会由于高频谐振电流产生反击电压,进而抬高电容端的电位。
第二,你理解的串联后电压应该降低,那是纯电阻式串联电路。电路中串联入电容 和电感后,情形是不一样的。
电容是储能元件,必需再和电容并一电阻才行
电容器串联电抗器后为什么电容器端子电压被抬高,按理说电抗器分压,电容...
因此电容器上承受的电压肯定远大于电抗器上的电压,而且也远大于电源电压。因此,在并联电容器串入串联电抗器后,会引起电压升高,电容器组上承受的端电压XC要比母线电压US高。计算公式为: 根据以上公式,得出电容器的额定电压标准系列取值,见下表: USUCK 6 10 35 63≤1 6.3\/ 10.5\/ 21 384.5~6 6.6\/ 11\/ 22...
电容器 串联电抗器后电压的变化
第二,你理解的串联后电压应该降低,那是纯电阻式串联电路。电路中串联入电容 和电感后,情形是不一样的。限制:谐波电压放大率分析 计算电抗率选择6%时,将有关参数代入式,经过计算,电容器组对1~7次谐波电压放大率FVN 结果如表2所示。 由计算结果可以看出,选择6%的串联电抗器对3次谐波电压放大...
电容器组串联电抗器的作用是什么?
(1)滤波用,电容器与电抗器组成串联谐振支路,滤除某特定频率的谐波;例如 12%的电抗器主要用于滤除3次谐波,4%~6%的电抗器主要用于滤除5、7次谐波.(2)限流用,保护电容免受投、切是的涌流.一般电抗率为1%.
电容串联电抗后的容量计算: 一个540uH 110A的电抗器和一个电容器组串 ...
然后串联电抗,L=540uH,感抗为Xl=2πfL=2×3.14×50×540×10^-6=0.17Ω 总阻值是两个相加,然后验证电路电流,看是否低于各元件的额定值。因为电路里只有电容和电抗,理论上是无损耗电路,则无功功率Q=U²/(Xc+Xl)=380²÷4.41=32743.76var=32.74Kvar,也就是这个LC电...
电容器串联电抗器增加电压怎么计算
U=U1+U2+U3。若三个电容器串联后外加电压为U, 则U=U1+U2+U3=Q1\/C1+Q2\/C2+Q3\/C3, 而电荷Q1=Q2=Q3=Q,所以Q\/C串=(1\/C1+1\/C2+1\/C3)Q。两个或两个以上电容器并联时,相当于极板的面积增大了,又因电容和面积成正比,面积增加,电容增大。
在电容器组中串联电抗器有何作用?
串联电抗器主要作用是抑制谐波、限制涌流和滤除谐波。为了保证并联电容器的安全运行,必须将电容器的运行电压控制在一适度的范围内,且必须限制流入电容器中的谐波电流。电容器中加装串联电抗器就是抑制谐波和合闸涌流,限制操作过电压,减小投切电容对电网的冲击,限制电网上的谐波通过电容器,保护电容...
电抗器和电容量相互串联之后在串联谐振中具体有什么作用?
把串联电抗器和电容量相互串联以后,就可以形成一种谐振的回路,而且在电路中能够很好的起到了滤波的作用。电抗器在谐振回路的过程中起到的一定作用就是完全降低了电容器组的涌流倍数和涌流的频率。因为这样可以很好的保护电容器、以及非常方面选择配套的设备;当发现网络的谐波比较小的时候,就可以利用限...
电容器组串联电抗器的作用是什么?
电容器组串联电抗器的作用是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;电抗器是一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场,所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小,所产生的磁场不强,因此实际的电抗...
问:电容器+电抗器组件输出的无功功率如何计算?
电容器容抗值 Xc=U^2\/Q=5.76 oM 串联电抗器感抗 Xl=Xc*0.7=0.4032 oM 应用到400V系统的时候 Q=U^2\/(Xc-Xl) = 400^2\/(5.76-0.4032)= 29.87 kvar
为什么串电抗后,电容器电压会升高?那么电抗器的端电压会怎么变化呢...
因为在同一个电源中串联后,电容上的电压与电抗议上的电压是反相的。但是二者向量和又必须等于电源电压的,所以电容上电压等到于电源电压加上电抗电压了。
臾腾科素: 因为在同一个电源中串联后,电容上的电压与电抗议上的电压是反相的.但是二者向量和又必须等于电源电压的,所以电容上电压等到于电源电压加上电抗电压了.
邻水县19712756079: 电容器串6%的电抗器后,为什么电容器上测得电压和系统电压一样,没有被抬高 - ?
臾腾科素: 唉呀!不是电抗端电压,是对零线电压.0.4v是电抗的压降.
邻水县19712756079: 0.4kv电抗器与0.4KV电容器串联组合后为什么电容器会爆掉? - ?
臾腾科素: 串联电抗会带来电压提升 提升的值大概是用系统测电压除以电抗率 这个得到的值加上系统的电压 然后在算上可能出现的过压 大概为电容的值 刚才说提升的值为啥是大概的 这样说 因为你并联了电容之后 系统的端电压也会有一个提高 并且 系统不光有基波 也还有谐波 所以说 你只用400v的电容和400的电抗肯定是不行的 如果电容和电抗的电抗率是7%的话 那么电容大概要480V的电压等级
邻水县19712756079: 电容器的不同相序通过两个电抗器的尾端连接为什么不短路 - ?
臾腾科素: 电抗器是串联在电容器线路上的,A相、B相电抗器尾端相连是星型接法的零序,正常情况下电压为零.如电抗器尾端断开就等于是开路状态,电容器没有电流回路是无法运行的.A相、B相是线电压,A相、B相与零序为相电压
邻水县19712756079: 电容器组串联电抗器的作用是什么? - ?
臾腾科素:[答案] 在电力系统(包括配电),这种连接的电抗器根据电抗率(%)的大小,一般起两种作用: (1)滤波用,电容器与电抗器组成串联谐振支路,滤除某特定频率的谐波; 例如 12%的电抗器主要用于滤除3次谐波,4%~6%的电抗器主要用于滤除5、7...
邻水县19712756079: 为什么系统中需要串联或并联电容器?并联电容器为什么串联电抗? - ?
臾腾科素: 串,并联电容器是为了补偿无功功率,提高功率因素,电器(如:电扇,电力机车等)一般都是感性负载,使用时都要消耗一定的无功功率,而电容器在正弦波的作用下能够产生无功功率,从而减少供电线路无功功率的传输,提高供电线路使用效率,电抗器是为了消除高次谐波
邻水县19712756079: 电容器和电抗器组成的串联电路中,电抗器存在电压降,导致电容器上承受的电压升高! - ?
臾腾科素: 因为感抗和容抗上的电压相位是成180度角的 总电压不变的情况下,一个下降另一个肯定要增加
邻水县19712756079: 电容器组电抗器放在电源侧时为何避雷器要放在电抗器与电容器之间 - ?
臾腾科素: 因为加电抗后,就提升了电容器的工作电压,这时电容器的工作电压是高于系统电压的,放于电抗器与电容器之间能更好的保护电容器.
邻水县19712756079: 电容柜配了电抗器会降低补偿容量是吗 - ?
臾腾科素: 电容柜配了电抗器会降低补偿容量是错的,应为容抗值=容抗-感抗,而补偿容量=电压的平方/容抗值.有电抗器后,电容器支路的等效容抗值减小了.配电抗器的目的是,减小电容器启动时的冲击电流,通过电抗器,可以对5次和7次谐波进行调谐,起到消除部分谐波的作用,你的那种计算式错误的.配了电抗器的电容器组,必须要将电容器的额定电压增加,你说的0.45KV是对的,因为电容器和电抗器串联后,相同的电源电压,电容器上的电压会高于电源电压.
邻水县19712756079: 电抗器结构及工作原理 - ?
臾腾科素: 1、并联电抗器: 发电机满负载试验用的电抗器是并联电抗器的雏型.铁心式电抗器由于分段铁心饼之间存在着交变磁场的吸引力,因此噪音一般要比同容量变压器高出10dB左右.并联电抗器里面通过的交流,并联电抗器的作用是补偿系统的容...