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                    技術不求人|帶你360度了解電抗器技術知識!

                    發布時間:2019-10-12 11:01:00 瀏覽次數:

                    對無功補償產品的銷售工程師來說,現場總會遇到各種各樣的電抗器技術問題,所以電小二今天梳理了電抗器的一些問題,給大家講解一下。



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                    電抗器的分類及用途



                    電抗器其實很簡單,通俗的講就是能在電路中起到阻抗作用的東西。實際的電抗器是導線繞成螺線管形式,有時為了讓這只螺線管具有更大的電感,便在螺線管中插入鐵芯,稱鐵芯電抗器。如果沒有鐵芯那就是空芯電抗器。

                    根據用途來分,大致有7種

                    • 第一種:串聯電抗器:里面通過的是交流,串聯電抗器的是與補償電容器串聯,用于抑制涌流和吸收諧波、保護電容器、改善電能質量、提高功率因數,延長電容器的使用壽命等。

                    • 第二種:并聯電抗器:并聯電抗器的作用是補償系統中的容抗。通常與晶閘管串聯,可連續調節電路中電流。一般用于電容器的對沖試驗場合,用的不是很頻繁。

                    • 第三種:進線/出線電抗器:或者叫變頻器用輸入/輸出電抗器,顧名思義就是用于電網中保護變頻器及其周邊產品安全的

                    • 第四種:消弧電抗器:又稱消弧線圈,接在三相變壓器的中性點和地之間,用以在三相電網的一相接地時供給電感性電流,來補償流過接地點的電容性電流,使電弧不易持續起燃,從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓。

                    • 第五種:濾波電抗器:用于兩個方面,一是減小整流電路中直流電流上紋波的幅值;二是和電容器構成對某種頻率能發生共振的電路,用以消除電力電路某次諧波的電壓或電流。(串聯電抗器有時候因為能抑制和吸收諧波也會被叫做濾波電抗器,所以大家遇到濾波電抗器時,可以多問一些參數,這個參數下面會給大家詳細講解。)

                    • 第六種:啟動電抗器:是與電動機串聯,用來限制電動機的起動電流。

                    • 第七種:平波電抗器:用于整流以后的直流回路中。一般用于變頻柜整流設備中。

                    以上幾種電抗器大家簡單了解一下即可,下文著重講解的是電能質量中無功補償柜上使用的串聯電抗器。

                    串聯電抗器一般分為三相、單相兩種,或者說是共補電抗器、分補電抗器兩種,均為干式鐵芯,鐵芯采用優質冷軋硅鋼片,具有無毛刺、一次成形、整齊規則等特點;設計體積緊湊、接線方便,大大節約用戶柜體成本投資、安裝方便;整體也具有防阻燃、耐高溫、損耗低、發熱少、溫升低、噪音小、使用壽命長及節能等優質特點。

                    選擇電抗器時還要注意一下它的使用環境,如果裝在成套柜內,應加裝通風設備,常規使用的電抗器海拔高度不超過2000米。如果是非標定制的話,要提前說明情況。比如處于海拔3500米以上的話,就需要特別訂購高原型的產品。作為銷售工程師也要知道,非標的產品價格以及方案都需要重新核算。



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                    串聯電抗器的主要作用是什么呢?



                    串聯電抗器是電力系統無功補償裝置中的主要元件之一,它是與電容器串聯接入系統中的,因電容器在補償時,往往會受到諧波電流、合閘涌流及操作過電壓的沖擊影響,造成電容器的損壞和功率因數的降低,為此我們需要在電容器前端加裝串聯電抗器,用于抑制涌流和吸收諧波,避免諧波電流等不利因素對電容器的造成影響,從而保護補償裝置安全穩定的運行。


                    在此條件下,電抗器的作用主要涉及兩個要點:

                    1)抑制涌流

                    2)抑制諧波的影響


                    對于不同的主要目標,所選擇的電抗器參數也不同:

                    • 以抑制涌流為主要目標的場合,其電抗率通常不大于1%;

                    • 而抑制諧波影響的場合下,電抗率多以5%,6%,7%,12%,14%等參數居多。


                    那“涌流”為何物呢?當電容器接入電網的時候,其電流值遠遠大于額定電流,我們把這個電流稱為涌流,涌流會影響電容器和系統安全,因此,希望此電流越小越好,這就有了所謂的限制涌流措施。在電容器前端串接電抗器,這是限制涌流的措施之一。



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                    電抗率應該怎么選擇呢?



                    在電容器前端串聯的電抗器,根據所處電網環境中諧波的不同,電抗率選擇也不一樣。


                    電網中的諧波多以奇次諧波為主,偶次諧波很少見,先不作講解。


                    • 奇次諧波主要有:3次、5次、7次、11次、13次、

                    • 電抗率常用的有:1%、6%、7%、12%、14%、


                    當僅以抑制涌流為目標時,電抗率不大于1%;其電抗率根據主要的背景諧波而不同。


                    • 當抑制3次諧波影響時,電抗率參數以選擇14%的居多,其他同類參數包含12%,13%等;

                    • 當抑制5次及以上諧波影響時,電抗率參數以選擇7%的居多,其他同類參數包含5%,6%等。




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                    電抗器和電容器的匹配問題

                    這是許多銷售工程師常遇到的問題點



                    因為串聯電抗器和電容器在系統中是串聯配套使用的,那么選擇電抗器時要與所選擇的電容器參數相同,選擇電抗器需要注意的參數有:額定電壓(這個電壓與匹配的電容器額定電壓相同)、額定電流、相數(就是需要三相的還是單相的)、電抗率、材質(銅材或鋁材)、繞制類型(線繞或箔繞)溫升、線性度等參數,非標要求的話,需提前說明。


                    在400V的無功補償系統中電抗器和電容器串聯時,有一些常用的配套選擇方案,比如共補方案中,電抗率7%時,三相電容器電壓宜選擇480V的,這樣電抗器的額定電壓也要做成480V的。如果電抗率14%時,三相電容器電壓宜選用525V的;分補方案中,電抗率7%時,單相電容器電壓宜選擇280V的,電抗率14%時,單相電容器電壓宜選用300V的。有人可能會問,為什么400V系統中,電容器電壓怎么不選擇400V的呢,其實電抗器和電容器串聯后,會抬升電容器兩端的電壓,為保證電容器安全運行,就需選用留有一定余量的電壓等級。對于銷售工程師來講,電抗器和電容器可以配套銷售,當然也可以單獨銷售的。


                    在實際無功補償成套中,有時候會出現一個情況,一個補償柜容量300kvar,補償方案確會有很多種,當然也會出現很多種價格,比如共補償300kvar:第一種是分5只60kvar的方案,第二種是分10只30kvar的方案,雖然第一種方案要比第二種方案價格上有一定優勢,但是第二種的方案因為支路較多,平分的風險和后期維修成本較低。不管哪一種方案,都有一定的優勢,對于我們銷售工程師來說,需要考慮現場的環境、空間、成本等一切因素,綜合考慮,為客戶拿出一個,比較合適的方案。(關于成套方案,沒有實際操作過就是個菜鳥,說的不一定對,希望大家批評指正,有則改之,無則加勉吧。) 

                     


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                    電抗器的材質常見有哪些呢?


                    我們常見的電抗器有兩類:線繞電抗器和箔繞電抗器。線繞電抗器有銅線電抗器和鋁線電抗器之分;


                    線繞電抗器線圈采用H級絕緣漆包線,經過專用機器繞制,具有平整度好,外觀一致等優點,箔繞電抗器有銅箔電抗器和鋁箔電抗器之分。


                    箔繞電抗器繞組采用較薄的箔式結構,在諧波情況下,可以降低繞組的趨膚效應,降低發熱量。層間采用NMN絕緣,保證沖擊電壓下,匝間絕緣安全可靠。在靠近鐵芯的地方留有氣道 ,保證鐵芯散熱均勻。


                    無論是銅材還是鋁材,經過專門的設計,都可以做出同樣性能的電抗器。它們之間的區別在于:銅材比鋁材的損耗小,溫升稍低,使用年限長,如果鋁材能使用15年,銅材可能會使用20年以上。


                    (對于銷售工程師而言,也要清楚銅線電抗器和鋁線電抗器是有價格差異的。同等容量的電抗器,銅材的要比鋁材的貴許多)



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                    電抗器的性能、優點和技術要求


                    電抗器直觀體現出來的是溫升和噪音兩個方面,這是能聽到和感受到的,當然還有過電流、線性度、絕緣等級等參數來檢測一個電抗器的性能。


                    • 第一個是溫升:因為電抗器是一個發熱很厲害的元件,因此設計會從兩個方面去避免熱對設備的影響:


                    1)設計電抗器的溫升參數時,做低此參數,可以有效控制電抗器發熱;

                    如果電抗器的溫升太高,其一是影響電抗器自身的安全;另外也會加大對電容器的影響,加大對電容柜散熱系統的要求(電容器可是很怕熱的)。各品牌的電抗器產品,其溫升指標不同,有的100K,有的65K,有的30K;作為銷售工程師請默默的翻一下電抗器的型式試驗報告。


                    2)而當電抗器過熱的情況下,我們會采取一個過熱保護措施

                    這就是我們常見的電抗器上的一個小小的接線端子,連接的是預埋在線包中的常閉溫控感受器(常閉120℃),它能實現過熱保護功能。此端子為一個常閉接點,當電抗器溫度過高時,則此接點打開,可用此接點切除控制回路,以讓電抗器從系統中退出運行,從而保證電抗器及后端支路設備的安全。


                    • 第二個噪音:電抗器噪聲也是一個重要指標,但往往會被很多銷售工程師忽略;但是對于用戶而言,當設備上電時,最先感知的就是設備的噪音。噪音的高低直接表征著電抗器品質的好壞。

                    作為一名銷售工程師,一定要看看噪音指標是多少。畢竟,各工廠根據不同的標準和要求設計制造的電抗器,其噪音指標是不一樣的。


                    • 第三個過電流就是在通過額定電流1.35倍的情況下,電抗器可安全穩定的長時間運行;


                    • 第四個線性度是一個非常重要的指標,但卻是用戶最不易感知的技術指標。常規標準是:在過電流1.8倍時,線性度不會下降超過5%;


                    • 第五個絕緣等級:H級,這個是表示電抗器使用材料的耐溫等級,H級的是180°,F級是155°,B級130°,E級120°,A級105°,這個大家簡單了解一下就好;


                    如果沒有見過或實地參觀過工廠的朋友對上面的知識點可能還是有點懵,對電抗器這個東西在心里形成不了一個清晰的概念。(所以下面為大家講解一下電抗器的大致生產流程,希望對各位朋友有所幫助。)


                    制作流程組成:


                    • 1. 電抗器的制作前,一般是先確定客戶的參數(比如,匹配的電容器容量、額定電壓、電抗率、額定電流等參數),技術工程師會根據需求核算出電抗器制作所需的線規、骨架大小、鐵芯規格以及骨架上的線圈繞制的圈數,如果有特別材質、出線方式等要求,要提前說明要求細節。


                    • 2.線圈繞好后,下一個焊接銅鼻子,這個工藝要求比較高,我們專門設計的一套電阻焊設備,用來滿足我們需要達到的要求。當焊接時,焊接點的瞬間溫度會達到三百多度,把韓國三和焊絲融化,完全滲入銅鼻子和線材之間,保證他們完全熔接在一起。這樣做是為了保證電抗器在運行中不會出線因焊接不牢固產生松動、燒壞的現象。


                    • 3.另外是電抗器底座的制作,底座使用的鐵芯寬度有一定的技術要求,而我們的鐵芯都是廠家根據我們的要求,特別使用精密機器堆疊沖壓而成,(這樣能使我同一型號的產品無論是大小或者重量,都保持一致,并且電抗器80%的噪音來源于鐵芯的震動,我們把鐵芯沖壓固定,后期在真空浸漆烘烤,他就是一個鐵疙瘩了,還怎么震動發出噪音呢)然后把繞好的線圈按要求放在底座上,矽鋼片就像堆積木一樣,一個一個的放上去,矽鋼片之間用規定的環氧板隔開。


                    • 4.其中要注意的是骨架放置方向、環氧板的選用、緊固螺絲的力度。


                    • 5.組裝好的半成品電抗器會由檢測設備檢查其技術參數是否合格、產品能否正常運行,我們制作的每一臺都會進行測試。


                    • 6.檢測好后就可以去浸漆房,真空浸漆了,放入真空澆注灌之前,需處理電抗器表面的灰塵,去除矽鋼片表面的油漬,浸漆是要讓電抗器完全浸沒在漆里面,抽真空能使絕緣漆能充分填充到矽鋼片、環氧板、骨架之間的縫隙中,增加絕緣效果,固化后減少材料之間的震動,減少噪音來源。


                    • 7.30分鐘后從真空澆筑罐內掉出來,靜待5-10分鐘,可以放入烤箱進行8-10小時烘烤了。


                    • 8.后面就是一些電抗器表面的后期處理了。


                    再給大家剖析一下電抗器整體材料和工藝的優點,需要單獨銷售電抗器的工程師朋友可以了解一下:


                    我們可以從線材、矽鋼片、工藝、服務上做點宣傳,而且我們是自己研發、設計、生產制造的,這也是我們的優勢。


                    • 一、材質:線繞電抗器使用的是H級銅或鋁的漆包線,通過七噴七烤等工序制作而成,因耐熱等級是H級的,也就是說在180℃情況下也能正常運行,線繞電抗器正常溫升不超過80K。而別的廠家有的用噴涂線或絲包線,那種材質價格雖然便宜才25-27元/公斤,但有絕緣層易脫落,耐熱等級低等缺點。而我們的是漆包線35元/公斤以上,供貨廠家:南通百威,質量運行安全有保證;

                    • 二、矽鋼片:采用優質低損耗冷軋硅鋼片,經廠家根據我們的技術要求,進行加工處理成型,具有噪音低,溫升低,損耗小,電氣性能高的特點,通常采用35片(0。35mm,大容量使用)、47片(0.5mm,小容量),廠家:江陰天翔;

                    • 三、骨架:廠家:平湖美聲,優點是環保、絕緣性強、韌性強、防阻燃(及時發生溫度過高的特殊情況,產品也不會產生明火,保證電抗器和設備的安全)。使用安全,價格高出同行20%;

                    • 四、絕緣紙:H級絕緣紙,諾美斯紙/杜邦紙,具有良好的絕緣性能,價格在230元/公斤,普通的價格在35元/公斤,DMD紙;

                    • 五、銅鼻子:浙江鳳凰,國標產品,紫銅,通電強度大(黃銅強度大,不適合折彎);

                    • 六、環氧板:采用國標,不采用拼接版,一致性較強,保證電抗器氣隙一致;

                    • 七、夾件:藍白彩芯,倒角處理,美觀且不劃傷工人。步驟:下料--酸洗磷化--吊鍍--上光;

                    • 八、拉板:高強度固定,304不銹鋼 1mm毫米厚度 不導磁;

                    • 九、絕緣漆:太湖(美江) 32/公斤  普通絕緣漆價格12元/公斤;

                    • 十、螺絲:國標 4.8;

                    • 十一、絕緣墊,絕緣套:套在金屬件上防止形成回路,造成電抗器發熱;

                    • 十二、附件:A進線端套管(高壓硅膠管)B:出線端固定:用線高壓套管固定,很多客戶使用棉紗帶固定;

                    • 十三、焊接:電阻焊工藝,焊料(銅鋁韓國三合焊絲,1400元/千克,專用于銅鋁、銅銅之間的焊接,強度高,耐溫高),其他公司使用的,氣焊、氧焊、熱風槍,130元/千克。

                    • 十四、沒有售后服務,按照國家標準產品的返修率在2%,我公司產品質量能保證在千分之一,質量三包兩年。只要是電抗器的原因造成的損失,我公司承擔,您可以放心使用。

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