直流电抗器介绍和使用.doc

直流电抗器，又称平波电抗器，主要用于变流器的直流侧，在通用变频器上有较多的应用。电抗器中有流过的具有交流分量的直流电流。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，减小电流脉动值，改善输入功率因数，并可以抑制变流装置产生的谐波。 其具体的功能有： 改善电容滤波造成的输入电流波形畦变。 减少和防止因冲击电流造成整流桥损坏和电容过热。 提高功率因素，降低直流母线交流脉冲。 限制电网电压的瞬变。1、 电抗器适用于无功功率补偿和谐波的治理系统中，可以改善功率因数，对谐波起滤波作用，以抑制电网电压波形畸变，从而改变电网质量和保证电力系统安全运行。 2、 进线电抗器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,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。 3、 直流电抗器(又称平波电抗器)主要用于变流器的直流侧，电抗器中流过的具有交流分量的直流电流。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，减小电流脉动值,改善输入功率因数. 4、 输出电抗器的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,起到保护变频器,减小设备噪声的作用。电抗器在变频器系统中的应用1 引 言随 着 电 力 电 子 技 术 的 迅 速 发 展 ， 从 20世 纪 90年 代 以 来 交 流 变 频 调 速 已成 为 电 气 传 动 的 主 流 ， 其 应 用 范 围 日 益 广 泛 。 但 是 由 于 变 频 器 被 使 用 在 各 种 不 同 的 电 气 环 境， 若 不 采 取 恰 当 的 保 护 措 施 ， 就 会 影 响 变 频 器 运 行 的 稳 定 性 和 可 靠 性 。 实 践 证 明 ， 适 当 选 配电 抗 器 与 变 频 器 配 套 使 用 ， 可 以 有 效 地 防 止 因 操 作 交 流 进 线 开 关 而 产 生 的 过 电 压 和 浪 涌 电 流对 它 的 冲 击 ， 同 时 亦 可 以 减 少 变 频 器 产 生 的 谐 波 对 电 网 的 污 染 ， 并 可 提 高 变 频 器 的 功 率 因 数。 因 此 探 讨 与 变 频 器 配 套 用 的 各 类 电 抗 器 的 作 用 和 容 量 选 择 等 问 题 是 十 分 必 要 的 。 2 变 频 器 系 统 配 套 用 的 三 种 电 抗 器 : 与 变 频 器 配 套 用 的 电 抗 器 有 3种 ： 1） 进 线 电 抗 器 LA1 又 称 电 源 协 调 电 抗 器 ， 它 能 够 限 制 电 网 电 压 突 变 和操 作 过 电 压 引 起 的 电 流 冲 击 ， 有 效 地 保 护 变 频 器 和 改 善 其 功 率 因 数 。 接 入 与 未 接 入 进 线 电 抗器 时 ， 变 频 器 输 入 电 网 的 谐 波 电 流 的 情 况 ， 示 于 图 1。 从 图 1可 以 看 出 接 入 电 抗 器 后 能 有 效 地抑 制 谐 波 电 波 。 2） 直 流 电 抗 器 LDC 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 ， LDC能 使 逆 变 环 节 运 行 更 稳 定 ， 及 改 善 变 频 器 的 功 率 因 数 。 3） 输 出 电 抗 器 LA2 接 在 变 频 器 输 出 端 与 负 载 （ 电 机 ） 之 间 ， 起 到 抑 制变 频 器 噪 声 的 作 用 。3 需 要 安 装 进 线 电 抗 器 的 场 合 进 线 电 抗 器 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 ，当 电 源 容 量 很 大 时 ， 更 要 防 止 各 种 过 电 压 引 起 的 电 流 冲 击 ， 因 为 它 们 对 变 频 器 内 整 流 二 极 管和 滤 波 电 容 器 都 是 有 害 的 。 因 此 接 入 进 线 电 抗 器 ， 对 改 善 变 频 器 的 运 行 状 况 是 有 好 处 的 。 根据 运 行 经 验 ， 在 下 列 场 合 一 定 要 安 装 进 线 电 抗 器 ， 才 能 保 证 变 频 器 可 靠 的 运 行 。1） 电 源 容 量 为 600 kVA及 以 上 ， 且 变 频 器 安 装 位 置 离 大 容 量 电 源 在 10m以 内 ， 如 图 3所 示 ： 2） 三 相 电 源 电 压 不 平 衡 率 大 于 3 。 电 源 电 压 不 平 衡 率 K按 式 （ 1） 计算 ： 3） 其 它 晶 闸 管 变 流 器 与 变 频 器 共 用 同 一 进 线 电 源 ， 或 进 线 电 源 端 接 有通 过 开 关 切 换 以 调 整 功 率 因 数 的 电 容 器 装 置 。 4 进 线 电 抗 器 容 量 的 选 择 进 线 电 抗 器 的 容 量 可 按 预 期 在 电 抗 器 每 相 绕 组 上 的 压 降 来 决 定 。 一 般 选 择 压 降 为 网 侧 相 电压 的 2 4 ， 也 可 按 表 1的 数 据 选 取 。 电 感 量 L的 计 算 公 式 如 式 （ 2） 所 示 ： L= UL/(2 fIn)=0.04Uv ø /( fIn)式 中 ： UV 交 流 输 入 相 电 压 有 效 值 （ V） ； UL 电 抗 器 额 定 电 压 降 （ V） ； In 电 抗 器 额 定 电 流 （ A） ； f 电 网 频 率 （ Hz） 。 进 线 电 抗 器 压 降 不 宜 取 得 过 大 ， 压 降 过 大 会 影 响 电 机 转 矩 。 一 般 情 况 下 选 取 进 线 电 压 的 4 （ 8.8 V） 已 足 够 ,在 较 大 容 量 的 变 频 器 中 如 75 kW以 上 可 选 用 10 V压 降 。5 直 流 电 抗 器 和 输 出 电 抗 器 的 作 用 在 有 直 流 环 节 的 变 频 系 统 中 ， 在 整 流 器 后 接 入 直 流 电 抗 器 可 以 有 效 地 改 善 功 率 因 数 ， 配 合得 当 可 以 将 功 率 因 数 提 高 到 0.95， 另 外 ， 直 流 电 抗 器 能 使 逆 变 器 运 行 稳 定， 并 能 限 制 短 路 电 流 ， 所 以 很 多 厂 家 生 产 的 55 kW以 上 的 变 频 器 都 随 机 供 应 直 流 电 抗 器 。 输 出 电 抗 器 的 主 要 作 用 是 补 偿 长 线 分 布 电 容 的 影 响 ， 并 能 抑 制 变 频 器 输 出 的 谐 波 ， 起 到 减小 变 频 器 噪 声 的 作 用 。 有 些 厂 家 还 提 供 有 输 出 电 抗 器 与 无 输 出 电 抗 器 时 ， 连 接 电 机 的 导 线 允许 的 最 大 长 度 ， 表 2是 西 门 子 公 司 提 供 的 数 据 。 来源:输配电设备网 6 三 相 交 流 进 线 电 抗 器 的 设 计 计 算 当 选 定 了 电 抗 器 的 额 定 电 压 降 UL， 再 计 算 出 电 抗 器 的 额 定 工 作 电 流 In以 后 ， 就 可 以 计 算 电 抗 器 的 感 抗 XL。 电 抗 器 的 感 抗 XL由 式 （ 3） 求 得 ： XL= UL/In ( )(3)有 了 以 上 数 据 便 可 以 对 电 抗 器 进 行 结 构 设 计 。电 抗 器 铁 芯 截 面 积 S与 电 抗 器 压 降 UL的 关 系 ， 如 式 （ 4） 所 示 ： 式 中 ： UL 单 位 V； f 电 源 频 率 （ Hz） ； B 磁 通 密 度 （ T） ； N 电 抗 器 的 线 圈 圈 数 ； Ks 铁 芯 迭 片 系 数 取 Ks=0.93。电 抗 器 铁 芯 窗 口 面 积 A与 电 流 In及 线 圈 圈 数 N的 关 系 如 式 (5)所 示 ： A=InN/(jKA)(5)式 中 ： j 电 流 密 度 ， 根 据 容 量 大 小 可 按 2 2.5 A/ mm2选 取 ； KA 窗 口 填 充 系 数 ， 约 为 0.4 0.5。 铁 芯 截 面 积 与 窗 口 面 积 的 乘 积 关 系 如 式 （ 6） 所 示 ： SA=UI/(4.44fBjKsKA 104)（ 6） 由 式 (6)可 知 ， 根 据 电 抗 器 的 容 量 UI(= ULIn)值 ， 选 用 适 当 的 铁 芯 使截 面 积 SA的 积 能 符 合 式 (6)的 关 系 。 假 设 选 用 B=0.6 T， j=200 A/cm2 ， Ks=0.93，KA=0.45， 设 A=1.5S,则 电 抗 器 铁 芯 截 面 与 容 量 的 关 系 为 ： 为 了 使 进 线 电 抗 器 有 较 好 的 线 性 度 ， 在 铁 芯 中 应 有 适 当 的 气 隙 。 调 整 气 隙 ， 可 以 改 变 电 感量 。 气 隙 大 小 可 先 选 定 在 2 5 mm内 ,通 过 实 测 电 感 值 进 行 调 整 。 来源: 7 电 抗 器 电 感 量 的 测 定7 1 直 流 电 抗 器 LDC电 感 量 的 测 定铁 芯 电 抗 器 的 电 感 量 和 它 的 工 作 状 况 有 很 大 关 系 ， 而 且 是 呈 非 线 性 的 ， 所 以 应 尽 可 能 使 电抗 器 处 于 实 际 工 作 条 件 下 进 行 测 量 。 图 4所 示 是 测 量 直 流 电 抗 器 的 电 路 。在 电 抗 器 上 分 别 加 上 直 流 电 流 Id与 交 流 电 流 I ， 用 电 容 C=200 F隔 开 交 直 流 电 路 ， 测 出 LDC两 端 的 交 流 电 压 U 与 交 流 电 流 I ， 可 由 式 （ 9） 、 式 （ 10） 式 近 似 计 算 电 感 值 L。 7 2 交 流 电 抗 器 电 感 量 的 测 定带 铁 芯 的 交 流 电 抗 器 的 电 感 量 不 宜 用 电 桥 测 量 ， 因 为 测 电 感 电 桥 的 电 源 频 率 一 般 是 采 用 1 000 Hz， 因 此 测 电 感 电 桥 只 可 用 于 测 量 空 心 电 抗 器 。对 于 用 硅 钢 片 叠 制 而 成 的 交 流 电 抗 器 ， 电 感 量 的 测 量 可 用 工 频 电 源 的 交 流 电 压 表 电 流 表 法 测 量 ， 如 图 5所 示 。 通 过 电 抗 器 的 电 流 可 以 略 小 于 额 定 值 ， 为 求 准确 可 以 用 电 桥 测 量 电 抗 器 线 圈 内 阻 rL， 每 相 电 感 值 可 按 式 （ 11） 计 算 ： 来源: 式 中 ： U 交 流 电 压 表 的 读 数 (V)； I 交 流 电 流 表 的 读 数 (A)； rL 电 抗 器 每 相 线 圈 电 阻 ( )。由 于 电 抗 器 线 圈 内 阻 rL很 小 ， 在 工 程 计 算 中 常 可 忽 略 。注册电气工程师专业考试（供配电专业）2010年考试心得与复习建议 我于2010年9月参加了注册电气工程师专业考试（供配电专业），分数为：专业知识（上）72分，专业知识（下）83分，专业案例（上）41分，专业案例（下）39分。在这个论坛里收获了很多，希望能把自己的复习经验和心得留下来，帮助更多的人顺利通过注册电气专业考试。 复习用书建议（必备）： （1）指导书：注册电气工程师（供配电专业)/执业资格考试专业考试复习指导书 中国电力出版社。 （2）手册： 1、钢铁企业电力设计手册（上册）和钢铁企业电力设计手册（下册）治金工业出版社； 2、工业与民用配电设计手册第三版 中国电力出版社； 3、照明设计手册 第二版 中国电力出版社； 4、电气传动自动化技术手册 第2版 机械工业出版社。 （3）规范： 注册电气工程师(执业资格考试专业考试相关标准)(供配电专业)或者买59本规范的单行本（其实买重点考察的22本就行，下面会细说）。 总结：指导书（1本）+手册（4本）+规范（汇编或者单行本），即可应付考试，至于其他书籍完全不需要买。 第1天专业知识考试复习经验： 专业知识考试分上午和下午，上、下午各70道题，其中单选题40题，每题分值为1分，多选题30题，每题分值为2分，试卷满分200分。上下午合并计分，120分通过。 专业知识考试所有的题目基本只要你知道这题的出自哪个规范或手册，并且翻到那里，答案就出来了。因为题干和选项都是规范或者手册里的原文，基本是一字不改。但是总共59本规范，据我复习以及这么多年考试真题的总结，其中22本规范是考的比较多的，所以可以专攻这22本规范，下面我会详细说明。 重点考察的22本规范： 1、电流通过人体的效应 GBT13870.11992； 2、建筑物电气装置GB16895.32004； 3、3kV-110kV高压配电装置GB500602008； 4、电力工程电缆设计规范GB502172007； 5、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB500581992； 6、低压配电设计规范GB500541995； 7、建筑物防雷设计规范GB500571994(2000年版)； 8、交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DLT6201997； 9、交流电气装置的接地DLT6211997； 10、建筑照明设计标准GB50034-2004； 11、导体和电器选择设计技术规定DL52222005； 12、低压配电设计规范GB500541995； 13、10kV及以下变电所设计规范GB500531994； 14、供配电系统设计规范GB500521995； 15、电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB500622008； 16、电力工程直流系统设计技术规定DLT50442004； 17、火灾自动报警系统设计规范GB50116-1998； 18、66kV及以下架空电力线路设计规范GB500611997； 19、并联电容器装置设计规范GB502272008； 20、35-110kV变电所设计规范GB500591992； 21、民用建筑电气设计规范JGJ162008； 22、66kV及以下架空电力线路设计规范GB500611997； 至于每本规范具体考察的条款也基本是固定的，建筑物防雷设计规范GB500571994(2000年版)一般是考察条款2.0.3 第一类、第二类防雷建筑物的划分。这个看看历年真题就基本可知重点。 总结出来的这22本重点考察的规范一定要认真看看，至少应该看到题干就知道是出自哪本规范的大概什么位置，这样考试时候才能迅速翻到，节约时间。 另外第一天专业知识的很多内容出自 钢铁企业电力设计手册 和工业与民用配电设计手册，但是不需要全部都看，是有重点的。 第2天专业案例考试复习经验： 第二天为案例题，上午25道必答题，下午选答25道题（下午一般有40题，选答25题就行）。满分是100分，上下午合并计分，60分通过。 第二天的专业案例题主要出自民用建筑电气设计规范JGJ162008、钢铁企业电力设计手册 、10kV及以下变电所设计规范GB500531994和工业与民用配电设计手册等。我复习的时候是按照真题来，一题题搞懂。手册基本上没有专门看过，都是在做题过程中熟悉，在真题上每道题上表明依据出处，方便查找。可能单纯看书理解不了的东西放到实际工程中就理解了，也明白了图纸上每一笔的真正含义，这种感觉非常好，也坚定了我考试的决心，考试的目的不是那一指空证，而是一种良好的学习和工作的态度。 我想强调一点，注册电气专业考试不是“看”过去的，而且“做”过去的；是靠“应试”，而不是靠“实力”。因为这个考试完全是需要应试的，死看书的效果并不好，所以一定要做题目，做历年真题（我是在qq 1743823358 此人手里买的05-09历年真题，帮助很大，价格公道，质量很好），要掌握应试的诀窍。归纳起来就是：做真题+查规范和手册。注意：我是把“做真题”放在最前面，很多人复习方法不对，抱的厚厚的规范和手册死看，不知道重点在哪，看了一半就快到考试了，迷迷糊糊就上了考场，这样是不可能通过的。最好的方法是把历年供配电专业的真题搞到，一题题的做，这样就知道其实每年的题目是大同小异，考的重点也差不多，这样看手册和规范就有选择性了。注意：规范和手册不是用来“看”的，是用来“查”的！真题看到了哪个手册或规范的知识点，你就去翻对应的手册或者规范，这样效率非常高，事半功倍。因为注册电气专业考试（包括基础考试）的特点是真题的重复率非常高，而且每年的重点比较类似，甚至一模一样的题目也不少。 最后祝大家都能顺利通过注册电气工程师供配电专业考试！直流电抗器安科利（上海）电气有限公司一、说明： 此产品采用优质矽钢片和导线经先进的工艺精制而成，具有体积小、温升低、无噪声等特点。通常安装在变频器直流调速器的输入或输出端，可抵制变频器产生的谐波向电网传递，减少变频产生的谐波对其他元件的干扰，改善电网质量、提高功率因数并限制电网电压的异常波动和电网上的冲击电流、平抑波形、减少对变频器的影响。用在变频器直流调速器的输出端，限制变频器与电机连接电缆的容性充电电流钝化变频器的PWM波的电压上升率。提高功率因数补偿因数、改善电网质量、平抑波形，是变频与电机间重要元件之一。 二、结构特点： 1.该电抗器分为三相和单相两种，均为铁芯干式。 2.铁芯采用优质低损砂耗优质硅钢片，芯柱由多个气隙分成均匀小段，气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，以保证电抗气隙在运行过程中不发生变化。 3.线圈采用优质导线绕制，排列紧密且均匀，外表不包绝缘层，具有极佳的美感且有较好的散热性能。 4.电抗器的线圈和铁芯组装成一体后以过预烘真空浸漆热烘固化这一工艺流程，采用H级浸渍漆，使电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起，不但大大减小了运行时的噪音，而且具有极高的耐热等级，可确保电抗器在高温下亦能安全地无噪音地运行。 5.电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料，确保电抗器具有较高的品质因数和较低的温升，确保具有较好的滤波效果。 6.外露部件均采取了防腐蚀处理，引出端子采用镀锡铜管端子。 7.该电抗器与国内同类产品相比具有体积小、重量轻、外观美等优点，可与国外知名品牌相媲美。 三、使用环境条件： 1.海拔高度不超过2000米。 2.运行环境温度-25+45，相对湿度不超过90%。 3.周围无有害气体，无易燃易爆物品。 4.周围环境有良好的通风条件，如装在柜内，应加装通风设备。 四、性能参数： 1.适用于任何品牌变频器 2.压降：分5V和9V两种 3.额定绝缘水平5KV/min. 4.电抗器各部位的温升限值：铁芯不超过85K，线圈温升不超过95K。 5.电抗器噪声不大于45dB 6.电抗器能在工频加谐波电流不大于1.35倍额定电流下期运行。 7.电抗值线性度：在1.8倍额定电流下的电抗值与额定电流下的电抗