《表2 电抗器、电容器的阻抗值的偏差》

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《通信机房无源滤波设备改造及问题分析》

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本工程投运后，电压总畸变率降低到0.8%，功率因数也得到了提高，但在设备运行2个月左右时发现改造后的滤波柜有焦糊味，滤波柜内有2路电容器烧毁，前置电抗器底部严重熏黑，运行指示灯熄灭，这2路滤波器已退出运行。对其余在运的7路滤波电抗器和电容器的参数进行检测，发现其中5路元件参数正常，但剩余2路参数测试值与实际值出现较大偏差，偏差值见表2。由此可知，2路滤波支路运行一段时间后，电抗器的偏差值没有变化，但电容器容值的实测值与设计值偏差均超过7%。元件制造过程中，因选取材料、生产过程、工艺控制等原因，不可避免会造成电容器、电抗器等元件的制造偏差。国标和行业对电容器和电抗器的制造与设计偏差均给出了限制要求。文献[6]要求设计滤波器时应考虑电抗器电感的制造偏差，大多数滤波装置允许的偏差范围为±3%。文献[7]要求交流滤波电容器单元的偏差为±3%，交流滤波电容器组的偏差为±3%。文献[6-7]均提出了设计与制造偏差，但对元件使用或使用多长时间后偏差并未提出要求。电抗器的电感与磁导率、匝数、电抗高度和线圈磁通面积有关，这些参数在制造时可能会有偏差，但后期使用时，材料特性不会因电力系统效应而改变，所以电抗器主要控制设计与制造偏差即可，而对于滤波电抗器，制造偏差应为正偏差，且不大于2%。电容器在使用过程中对电压和谐波均表现为高度敏感，突发的电力系统暂态效应会使电容器短时局部击穿，每次的击穿放电会把电容击穿点附近的金属化膜气化，使电容器具备自愈性，从而能正常工作。但多次击穿会使金属化膜的面积减少，而电容值与膜面积的正比例关系使得电容值下降。当电压波形畸变时，电容器介质老化加剧，尤其在频率较高的电场下显著加快[8]，加剧了电容值的减少，使电容器使用偏差与设计偏差严重增大。电容器的阻抗值与容量成反比关系，容量的减少会造成容抗值增大。无源滤波器的谐振次数与电容器容抗值的关系为：