抗谐波电容器制造技术

一种抗谐波电容器，包括外壳和安装在外壳内的三相电容器，所述外壳上设置三相接线端子和接地端子，每相接线端子分别与电容器连接，所述抗谐波电容器还包括由非晶合金制成的电抗器，所述电抗器位于所述外壳内，所述每相接线端子与所述电抗器的一端连接，所述电抗器的另一端与所述电容器连接。本发明专利技术提供一种降低成本、体积小、安装方便、适用性强的抗谐波电容器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容器。
技术介绍
在供配电系统中，为了减少损耗，节约电能，充分利用变压器等 设备的容量，提高电网的功率因数，配置了大量的并联电容器装置, 用以补偿无功功率。而在以往的供配电设计中，较多考虑的是如何补 偿无功功率及提高功率因数值，而对谐波的影响则考虑较少。近年来，电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势， 如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源(UPS)、节能荧光灯系统等，这些非线性负载将导致有3、 5、7次谐波注入电网，个别设备还有ll、 13次谐波产生。由于高次谐波对电气设备的正常运行具有非常的危害性电网污染，电力品质下降，引起供用电设备故障。同时对电容器的自身影响也很大，由于电容器对谐波电流有放大的作用，谐波电流一旦被电容器放大并迭加在电容的基波电流上，这将使流过电容器电流的有效值增加，电容器会由于谐波电流引起附加绝缘介质损耗加大、温度升高，加快电容器绝缘老化，甚至引起过热使电容器损坏。此外，谐波电流被放大引发的谐波电压增大一旦迭加在电容器的基波电压上，同样会使电容器电压有效值增大，并且电压峰值也会大大增加，造成电容器发生局部放电不能熄灭，这也是电容器损坏的一个主要原因。由于电容器对谐波电流的放大作用，它不仅危害电容器本身，而且会危及电网中的其它电气设备，严重时会造成电气设备损坏，甚至 破坏电网的正常运行，因此，必须要解决好电容器对谐波电流的放大 问题，加强谐波的抑制与防范。目前普遍采用在电容器回路串联空心电抗器或铁心电抗器来抑制 谐波。串联空心电抗器或铁心电抗器存在着其材料成本高，体积大安 装不方便的缺点，普遍应用存在一定的困难。
技术实现思路
为了克服已有电容器的抗谐波组件的成本高、体积大、安装不方 便、适用性差的不足，本专利技术提供一种降低成本、体积小、安装方便、 适用性强的抗谐波电容器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种抗谐波电容器，包括外壳和安装在外壳内的三相电容器，所 述外壳上设置三相接线端子和接地端子，每相接线端子分别与电容器 连接，所述抗谐波电容器还包括由非晶合金制成的电抗器，所述电抗 器位于所述外壳内，所述每相接线端子与所述电抗器的一端连接，所 述电抗器的另 一端与所述电容器连接。进一步，所述电抗器为环形电感磁芯。再进一步，所述电容器之间呈三角型连接。或者是所述电容器之间呈星型连接，所述外壳上还设置N相接线端子，所述N相接线端子分别与各个电容器连接。本专利技术的技术构思为在并联电容器装置回路中，串接适当感抗的电抗器，使该回路对某次及以上谐波呈感性，避开谐波电流谐振， 如附图8 。对于谐波电流源，电容器支路串联电抗器的电抗值可按最低谐波次数为五次考虑，令5 L - = 0 5coL = 1/ C 5coC) ①L = 0.04 故XL与XC之比为4%时，满足谐振条件，此时将发生串联谐振。故 为了在所有高次谐波出现时，电抗值都大于容抗值，引用可靠系数K, K值推荐选取1.5, gp:coL = Kx0.04 = 0.06即电抗器基波电抗值应选择为电容器基波电容值的5% 6%。 选择串联电抗器值要注意下面三种情况.-(1) 当ncoL-〉0(式中n为谐波次数)，电容器回路呈感 性。这种情况比较理想，流过电容器支路电流比较小。(2) 当nG)L--0,产生串联谐振。谐振电流不流过电源侧 和负载侧，全部流过电容器支路。(3) 当ncoL-〈0,电路呈容性。流过电容器组谐波电流被 放大，母线谐波电压畸变严重，应避免串接电抗器出现这种情况。由此可见，电路呈感性能抑制谐波，呈容性能放大谐波，这就是 电容器为什么能放大某次谐波的原因所在。因此在电容器支路中串联 电抗器要满足第一种情况，避免第二种、第三种情况。此外还应注意: 由于电容器上电压与电抗器上电压相位差为180°,这就使得加在电容 器端头上的电压等于电源电压和电抗器电压的相量和，这个电压很可 能超过电容器额定电压，所以串入电抗器的电抗值不宜过大。非晶合金已经在电力变压器、电抗器中的得到了广泛应用。铁基 纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、 Cu、 Si、 B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为10—20nm的微晶,弥散分布在非晶态的基体 上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料。纳米晶材料具有优异的 综合磁性能高饱和磁感(1.2T)、高初始磁导率(8x104)、低 Hc(0.32A/M),高磁感下的高频损耗低(P0.5T/20kHz=30W/kg)，电 阻率为80(^Q/cm，比坡莫合金(50-60Ml2/cm)高，经纵向或横向磁场处 理，可得到高Br(0.9)或低Br值(1000Gs)。这种采用非晶合金制成的环 形电感磁芯，具有饱和磁感高、恒导磁场宽、电感随叠加直流衰减少、 铁损低、 一致性好等特点，能够减少电感线圈匝数；高线性导磁率， 使得加较大偏置直流后仍保持很好的线性(偏至直流特性好)；优良的 频率特性和温度稳定性，可以在较高温度使用保持良好的频率特性； 低的高频损耗，可以减少温升。本专利技术结合国内电网的实际情况，采用铁基纳米晶合金为铁芯材 料，开发了抗谐波电抗器，与现有电容器组装为一体，组成抗谐波电 容器，能够抗谐波电流，抑制合闸涌流，同时破坏补偿电容器与系统 的谐振，确保系统安全运行。防止投切电容时产生的"投切震荡"以及 投入电容后对系统中的谐波放大。而所用成本只相当于6%铁心电抗 器的30%左右，体积也只有6%铁心电抗器的五分之一左右，而其作 用是完全等同与铁心电抗器和空心电抗器。本专利技术的有益效果主要表现在降低成本、体积小、安装方便、适用性强。 附图说明图1是三相抗谐波电容器的总装示意图。图2是三相抗谐波电容器的电气原理示意图。图3是分相抗谐波电容器的总装示意图。图4是分相抗谐波电容器的电气原理示意图。图5是抗谐波电容器中电感元件的示意图 图6是抗谐波电容器中电容元件的示意图 图7是抗谐波电容器接地螺丝示意图 图8是电网无功补偿回路串连电抗器示意图 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。 实施例1参照图l、图2，图5 图8， 一种抗谐波电容器，包括外壳7和 安装在外壳7内的三相电容器5，所述外壳7上设置三相接线端子1 和接地端子2，每相接线端子分别与电容器5连接，所述抗谐波电容 器还包括由非晶合金制成的电抗器3，所述电抗器3位于所述外壳1 内，所述每相接线端子与所述电抗器3的一端连接，所述电抗器3的 另一端与所述电容器5连接。所述电抗器3为环形电感磁芯。所述电容器5之间呈三角型连接。在外壳内充满填充剂4，接线端子和电抗器之间，电抗器与电容器之间，电容器之间均采用连接导线6连接。对抗谐波电容器中的电抗器的各参数的计算，0.4kv/20kvar的三相补偿电力电容计算。额定电压0.4KV额定容量20Kvar额定频率50Hz电容量的计算Q二々3UI; I=0.314xCxUA/3 C = Q/0.314xUxU上式中Q为补偿电容量，单位为Kvar， U为运行电压，单位为 KV， I为补偿电流，单位为A， C为电容值单位为uF。式中 0.314=2]^/1000.依上面的公式可以计算出Ic=28.8AC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗谐波电容器，包括外壳和安装在外壳内的三相电容器，所述外壳上设置三相接线端子和接地端子，每相接线端子分别与电容器连接，其特征在于：所述抗谐波电容器还包括由非晶合金制成的电抗器，所述电抗器位于所述外壳内，所述每相接线端子与所述电抗器的一端连接，所述电抗器的另一端与所述电容器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜勇，季小龙，刘东，
申请(专利权)人：季小龙，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]