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          電抗器發熱異常分析

          2021-03-18

          串聯電抗器的主要作用是抑制高次諧波和限制合閘涌流[1],防止諧波對電容器造成危害。但如果不考慮并聯電容器接入母線處的諧波背景,任意組合串聯電抗器和并聯電容器,會發生諧波的放大和諧振。本文通過具體計算、現場諧波測試,分析塔河油田110kV十區變電站 串聯電抗器發熱的原因,并提出改進的措施。


          智能電力電容器組接入系統后的等值電路圖[2](忽略電阻)見圖4。式中,Xs為系統等值基波電抗,XL為串聯電抗器基波電抗,XC為并聯電容器基波容抗,n為諧波次數,In為諧波源注入回路的第n次諧波電流。在不同的諧波阻抗條件下,當時,電容支路串聯諧振,即表示并聯電容器裝置與電網在第n次諧波發生串聯諧振。


          為了便于分析,忽略系統諧波電阻及負載諧波電阻,引入諧波電壓放大率KVN, KVN為并聯電容器支路電壓與系統諧波電壓之比。從圖4可知KVN= UCLn/Un,根據式(1)、(2)、(3)推導出式中,Sd為并聯電容器裝置安裝處的母線短路容量(MVA), QCN為電容器容量(Mvar), K為電抗率, n為諧波次數。電抗率為6%時,將有關參數代入式(5),計算1500kvar電容器組對1~11次諧波電壓放大率KVN,見表2。表2配置6%電抗器的1500kvar電容器組對1~11次諧波電壓放大率電抗率K諧波電壓放大倍數。


          綜合計算及現場諧波測試數據分析,串聯電抗器發熱的原因是電容器組投入運行后,產生了3次諧波放大,即使比例不大的諧波電流,也增大了電抗器鐵芯磁滯損耗和渦流損耗,引起電抗器繞組和鐵芯發熱達106.1℃。

          串聯電抗器

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