專利名稱：抗諧波電容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電容器。
背景技術：
在供配電系統(tǒng)中，為了減少損耗，節(jié)約電能，充分利用變壓器等 設備的容量，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，配置了大量的并聯(lián)電容器裝置, 用以補償無功功率。而在以往的供配電設計中，較多考慮的是如何補 償無功功率及提高功率因數(shù)值，而對諧波的影響則考慮較少。
近年來，電力網(wǎng)中非線性負載的逐漸增加是全世界共同的趨勢， 如變頻驅動或晶閘管整流直流驅動設備、計算機、重要負載所用的不
間斷電源(UPS)、節(jié)能熒光燈系統(tǒng)等，這些非線性負載將導致有3、 5、
7次諧波注入電網(wǎng)，個別設備還有l(wèi)l、 13次諧波產(chǎn)生。由于高次諧波
對電氣設備的正常運行具有非常的危害性電網(wǎng)污染，電力品質下降，
引起供用電設備故障。同時對電容器的自身影響也很大，由于電容器
對諧波電流有放大的作用，諧波電流一旦被電容器放大并迭加在電容
的基波電流上，這將使流過電容器電流的有效值增加，電容器會由于
諧波電流引起附加絕緣介質損耗加大、溫度升高，加快電容器絕緣老
化，甚至引起過熱使電容器損壞。
此外，諧波電流被放大引發(fā)的諧波電壓增大一旦迭加在電容器的
基波電壓上，同樣會使電容器電壓有效值增大，并且電壓峰值也會大
大增加，造成電容器發(fā)生局部放電不能熄滅，這也是電容器損壞的一
個主要原因。
由于電容器對諧波電流的放大作用，它不僅危害電容器本身，而且會危及電網(wǎng)中的其它電氣設備，嚴重時會造成電氣設備損壞，甚至 破壞電網(wǎng)的正常運行，因此，必須要解決好電容器對諧波電流的放大 問題，加強諧波的抑制與防范。
目前普遍采用在電容器回路串聯(lián)空心電抗器或鐵心電抗器來抑制 諧波。串聯(lián)空心電抗器或鐵心電抗器存在著其材料成本高，體積大安 裝不方便的缺點，普遍應用存在一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有電容器的抗諧波組件的成本高、體積大、安裝不方 便、適用性差的不足，本發(fā)明提供一種降低成本、體積小、安裝方便、 適用性強的抗諧波電容器。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種抗諧波電容器，包括外殼和安裝在外殼內(nèi)的三相電容器，所 述外殼上設置三相接線端子和接地端子，每相接線端子分別與電容器 連接，所述抗諧波電容器還包括由非晶合金制成的電抗器，所述電抗 器位于所述外殼內(nèi)，所述每相接線端子與所述電抗器的一端連接，所 述電抗器的另 一端與所述電容器連接。
進一步，所述電抗器為環(huán)形電感磁芯。
再進一步，所述電容器之間呈三角型連接。
或者是所述電容器之間呈星型連接，所述外殼上還設置N相接
線端子，所述N相接線端子分別與各個電容器連接。
本發(fā)明的技術構思為在并聯(lián)電容器裝置回路中，串接適當感抗
的電抗器，使該回路對某次及以上諧波呈感性，避開諧波電流諧振， 如附圖8 。對于諧波電流源，電容器支路串聯(lián)電抗器的電抗值可按最低諧波次數(shù)為五次考慮，令
5 L - [ 1/ ( 5coC) ] = 0 5coL = 1/ C 5coC) ①L = 0.04 [ 1/ (Q)C)]
故XL與XC之比為4%時，滿足諧振條件，此時將發(fā)生串聯(lián)諧振。故 為了在所有高次諧波出現(xiàn)時，電抗值都大于容抗值，引用可靠系數(shù)K, K值推薦選取1.5, gp:coL = Kx0.04 [l/(ncoC)] = 0.06[l/((oC)]
即電抗器基波電抗值應選擇為電容器基波電容值的5% 6%。 選擇串聯(lián)電抗器值要注意下面三種情況.-
(1) 當ncoL-[l/(ncoC)]〉0(式中n為諧波次數(shù))，電容器回路呈感 性。這種情況比較理想，流過電容器支路電流比較小。
(2) 當nG)L-[l/(no)C)]-0,產(chǎn)生串聯(lián)諧振。諧振電流不流過電源側 和負載側，全部流過電容器支路。
(3) 當ncoL-[l/(ncoC)]〈0,電路呈容性。流過電容器組諧波電流被 放大，母線諧波電壓畸變嚴重，應避免串接電抗器出現(xiàn)這種情況。
由此可見，電路呈感性能抑制諧波，呈容性能放大諧波，這就是 電容器為什么能放大某次諧波的原因所在。因此在電容器支路中串聯(lián) 電抗器要滿足第一種情況，避免第二種、第三種情況。此外還應注意: 由于電容器上電壓與電抗器上電壓相位差為180°,這就使得加在電容 器端頭上的電壓等于電源電壓和電抗器電壓的相量和，這個電壓很可 能超過電容器額定電壓，所以串入電抗器的電抗值不宜過大。
非晶合金已經(jīng)在電力變壓器、電抗器中的得到了廣泛應用。鐵基 納米晶合金是由鐵元素為主，加入少量的Nb、 Cu、 Si、 B元素所構成的合金經(jīng)快速凝固工藝所形成的一種非晶態(tài)材料，這種非晶態(tài)材料經(jīng)
熱處理后可獲得直徑為10—20nm的微晶,彌散分布在非晶態(tài)的基體 上，被稱為微晶、納米晶材料或納米晶材料。納米晶材料具有優(yōu)異的 綜合磁性能高飽和磁感(1.2T)、高初始磁導率(8x104)、低 Hc(0.32A/M),高磁感下的高頻損耗低(P0.5T/20kHz=30W/kg)，電 阻率為80(^Q/cm，比坡莫合金(50-60Ml2/cm)高，經(jīng)縱向或橫向磁場處 理，可得到高Br(0.9)或低Br值(1000Gs)。這種采用非晶合金制成的環(huán) 形電感磁芯，具有飽和磁感高、恒導磁場寬、電感隨疊加直流衰減少、 鐵損低、 一致性好等特點，能夠減少電感線圈匝數(shù)；高線性導磁率， 使得加較大偏置直流后仍保持很好的線性(偏至直流特性好)；優(yōu)良的 頻率特性和溫度穩(wěn)定性，可以在較高溫度使用保持良好的頻率特性； 低的高頻損耗，可以減少溫升。
本發(fā)明結合國內(nèi)電網(wǎng)的實際情況，采用鐵基納米晶合金為鐵芯材 料，開發(fā)了抗諧波電抗器，與現(xiàn)有電容器組裝為一體，組成抗諧波電 容器，能夠抗諧波電流，抑制合閘涌流，同時破壞補償電容器與系統(tǒng) 的諧振，確保系統(tǒng)安全運行。防止投切電容時產(chǎn)生的"投切震蕩"以及 投入電容后對系統(tǒng)中的諧波放大。而所用成本只相當于6%鐵心電抗 器的30%左右，體積也只有6%鐵心電抗器的五分之一左右，而其作 用是完全等同與鐵心電抗器和空心電抗器。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在降低成本、體積小、安裝方便、
適用性強。


圖1是三相抗諧波電容器的總裝示意圖。
圖2是三相抗諧波電容器的電氣原理示意圖。圖3是分相抗諧波電容器的總裝示意圖。
圖4是分相抗諧波電容器的電氣原理示意圖。
圖5是抗諧波電容器中電感元件的示意圖 圖6是抗諧波電容器中電容元件的示意圖 圖7是抗諧波電容器接地螺絲示意圖 圖8是電網(wǎng)無功補償回路串連電抗器示意圖
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。 實施例1
參照圖l、圖2，圖5 圖8， 一種抗諧波電容器，包括外殼7和 安裝在外殼7內(nèi)的三相電容器5，所述外殼7上設置三相接線端子1 和接地端子2，每相接線端子分別與電容器5連接，所述抗諧波電容 器還包括由非晶合金制成的電抗器3，所述電抗器3位于所述外殼1 內(nèi)，所述每相接線端子與所述電抗器3的一端連接，所述電抗器3的 另一端與所述電容器5連接。
所述電抗器3為環(huán)形電感磁芯。所述電容器5之間呈三角型連接。
在外殼內(nèi)充滿填充劑4，接線端子和電抗器之間，電抗器與電容器之
間，電容器之間均采用連接導線6連接。
對抗諧波電容器中的電抗器的各參數(shù)的計算，0.4kv/20kvar的三
相補償電力電容計算。
額定電壓0.4KV
額定容量20Kvar
額定頻率50Hz
電容量的計算Q二々3UI; I=0.314xCxUA/3 C = Q/0.314xUxU
上式中Q為補償電容量，單位為Kvar， U為運行電壓，單位為 KV， I為補償電流，單位為A， C為電容值單位為uF。式中 0.314=2]^/1000.依上面的公式可以計算出
Ic=28.8A
C=398uF
電抗值按照電容器容量的6%計算
Qc=a/3UI Ql=Qc*6%
Ql=I*I*2]lfl l=Q/i*i*2Hf
1=1200/28.8*28.8*2*3.14*50 l=4.6ml.
上式中Qc為補償電容器電容量，單位為Kvar， Ql為抗諧波電抗 器的無功量，U為運行電壓，單位為KV， I為補償電流，單位為A， C為電容值單位為uF。依上面的公式可以計算出l為4.6毫亨，導線 選擇6mm的軟線。
實施例2
參照圖3—圖8，本發(fā)明的電容器之間呈星型連接，所述外殼上還
設置N相接線端子8，所述N相接線端子8分別與各個電容器連接。 0.25kv/10kvar的分相補償電力電容計算
額定電壓0.25KV額定容量10Kvar 額定頻率50Hz
電容量的計算
Q=UI*3; I二0.314xCxU/3 C = Q/3x0.314xUxU
上式中Q為補償電容量，單位為Kvar， U為運行電壓，單位為 KV， I為補償電流，單位為A, C為電容值單位為uF。式中 0.314=2]^/1000.依上面的公式可以計算出
Ic=13.3A
C=169uF
電抗值按照電容器容量的6%計算
Qc=3UI
Ql=Qcx6%/3
Ql二lxlx2，/3 l=Q/ixix2x[]xfx3
1=600/13.3x13.3x2x3.14x50 1=3.6ml.
上式中Qc為補償電容器電容量，單位為Kvar， Ql為抗諧波電抗 器的無功量，U為運行電壓，單位為KV， I為補償電流，單位為A， C為電容值單位為uF。依上面的公式可以計算出l為3.6毫亨，導線 選擇4mm的軟線。
權利要求
1、一種抗諧波電容器，包括外殼和安裝在外殼內(nèi)的三相電容器，所述外殼上設置三相接線端子和接地端子，每相接線端子分別與電容器連接，其特征在于所述抗諧波電容器還包括由非晶合金制成的電抗器，所述電抗器位于所述外殼內(nèi)，所述每相接線端子與所述電抗器的一端連接，所述電抗器的另一端與所述電容器連接。
2、 如權利要求l所述的抗諧波電容器，其特征在于所述電抗器為環(huán) 形電感磁芯。
3、 如權利要求1或2所述的抗諧波電容器，其特征在于所述電容器 之間呈三角型連接。
4、 如權利要求1或2所述的抗諧波電容器，其特征在于所述電容器 之間呈星型連接，所述外殼上還設置N相接線端子，所述N相接線端— 子分別與各個電容器連接。
全文摘要
一種抗諧波電容器，包括外殼和安裝在外殼內(nèi)的三相電容器，所述外殼上設置三相接線端子和接地端子，每相接線端子分別與電容器連接，所述抗諧波電容器還包括由非晶合金制成的電抗器，所述電抗器位于所述外殼內(nèi)，所述每相接線端子與所述電抗器的一端連接，所述電抗器的另一端與所述電容器連接。本發(fā)明提供一種降低成本、體積小、安裝方便、適用性強的抗諧波電容器。
文檔編號H01G4/40GK101593624SQ20091009957
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權日2009年6月11日
發(fā)明者東 劉, 季小龍, 陳勝勇 申請人:季小龍