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变频器外围设备中输入输出电抗器选择

2016-3-16 17:29:11      点击:

      在工业生产中,变频器调速既能实现无级调速,又可以节能,因而应用十分广泛。然而变频器输入侧是一个非线性的整流电路,外接电源电网含有谐波,还有其他设备的高次谐波等等。为了防止电网和其他干扰源对变频器的干扰,同时减少变频器将对其他设备和电网的影响,常在变频器的输入、输出端配置相应的滤波器、电抗器、断路器等外围设备。所以
变频器保护外围设备的合理选择,是保证变频器正常运行的先决条件。本文将对变频器外围设备中输入输出电抗器的选择做简单介绍。

1.变频器外围设备构成变频器外围设备一般如图所示

由于电源容量、输入电压、变频器与电动机的电缆长短、变频器输出频率的大小等不同,选择保护设备不能一概而论,所以上图中有些设备在有些情况下是可以不配置的。

2.输入电抗器

2.1输入电抗器作用

输入电抗器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,有效地抑制谐波电流。输入电抗器串连在电源进线与变频器输入侧,用于抑制输入电流的高次谐波,
减少电源浪涌对变频器的冲击,改善三相电源的不平衡性,提高输入电源的功率因数。输入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威胁的。

变频器专用输入输出电抗器
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。
电力网中所采用的电抗器,实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要,布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流。
如果不加以限制,要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此,为了满足某些断路器遮断容量的要求,常在出线断路器处串联电抗器,增大短路阻抗,限制短路电流。
由于采用了电抗器,在发生短路时,电抗器上的电压降较大,所以也起到了维持母线电压水平的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的用户电气设备
运行的稳定性。  
近年来,在电力系统中,为了消除由高次谐波电压、电流所引起的电容器故障,在电容器回路中采用串联电抗器的方法改变系统参数,已取得了显著的效果。

3 电抗器的工作原理:220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行
状况的多种功能,主要包括:(1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。(2)改善长输电线路上的电压分布。(3)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。(4)在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。
(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以

加速潜供电流自动熄灭,便于采用。依靠线圈的感抗阻碍电流变化的电器。

按用途分为7种:

①限流电抗器。串联于电力电路中,以限制短路电流的数值。

②并联电抗器。一般接在超高压输电线的末端和地之间,起无功补偿作用。
③通信电抗器。又称阻波器。串联在兼作通信线路用的输电线路中,用以阻挡载波信号,使之进入接收设备。④消弧电抗器。又称消弧线圈。接于三相变压器的中性点与地之间,用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流,

以补偿流过接地点的电容性电流,使电弧不易起燃,从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。

⑤滤波电抗器。用于整流电路中减少竹流电流上纹波的幅值;也可与电容器构成对某种频率能发生共振的电路,以消除电力电路某次谐波的电压或电流。

⑥电炉电抗器。与电炉变压器串联,限制其短路电流。⑦起动电抗器。与电动机串联,限制其起

动电流。


输入输出电抗器用以抑制浪涌电压和浪涌电流,保护变频器和调速器,延长其使用寿命和防止谐波干扰。应该是利用电抗器
电感量高的特点,电感量高根据公式XL=2πfL算出感抗也高,感抗高所以阻止谐波。

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