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電抗器基礎(chǔ)知識
一、電抗器概念
電抗器也叫電感器,一個導(dǎo)體通電時就會在其所占據(jù)的一定空間范圍產(chǎn)生磁 場,所以所有能載流的電導(dǎo)體都有一般意義上的感性。然而通電長直導(dǎo)體的電感較小,所產(chǎn)生的磁場不強,因此實際的電抗器是導(dǎo)線繞成螺線管形式,稱空心電抗器;有時為了讓這只螺線管具有大的電感,便在螺線管中插入鐵心,稱鐵心電抗器。電抗分為感抗和容抗,比較科學(xué)的歸類是感抗器(電感器)和容抗器(電容器)統(tǒng)稱為電抗器,然而由于過去先有了電感器,并且被稱謂電抗器,所以現(xiàn)在人們所說的電容器就是容抗器,而電抗器專指電感器。
二、電抗器分類
按結(jié)構(gòu)及冷卻介質(zhì)、按接法、按功能、按用途進(jìn)行分類。
1 按結(jié)構(gòu)及冷卻介質(zhì):分為空心式、鐵心式、干式、油浸式等,例如干式空心電抗器、干式鐵心 電抗器、油浸鐵心電抗器、油浸空心電抗器、夾持式干式空心電抗器、繞包式干式空心電抗器、水泥電抗器等。
2 按接法:分為并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器。
3 按功能:分為限流和補償。
4 按用途:按具體用途細(xì)分,例如限流電抗器、濾波電抗器、平波電抗器、功率因數(shù)補償電抗器、串聯(lián)電抗器、平衡電抗器、接地電抗器、消弧線圈、進(jìn)線電抗器、出線電抗器、飽和電抗器、自飽和電抗器、可變電抗器(可調(diào)電抗器、可控電抗器)、軛流電抗器、串聯(lián)諧振電抗器、并聯(lián)諧振電抗器等。
電抗器作為無功補償手段,在電力系統(tǒng)中是不可缺少的。
并聯(lián)電抗器:發(fā)電機滿負(fù)載試驗用的電抗器是并聯(lián)電抗器的雛型。鐵心式電抗器由于分段鐵心餅之間存在著交變磁場的吸引力,因此噪音一般要比同容量變壓器高出10dB左右。
限流電抗器:限流電抗器一般用于配電線路。從同一母線引出的分支饋線上往往串有限流電抗器,以限制饋線的短路電流,并維持母線電壓,不致因饋線短路而致過低。
阻尼電抗器(通常也稱串聯(lián)電抗器)與電容器組或密集型電容器相串聯(lián),用以限制電容器的合閘涌流。這一點,作用與限流電抗器相類似濾波電抗器濾波電抗器與濾波電容器串聯(lián)組成諧振濾波器,一般用于3次至17次的諧振濾波或高次的高通濾波。直流輸電線路的換流站、相控型靜止補償裝置、中大型整流裝置、電氣化鐵道,以至于所有大功率晶閘管控制的電力電子電路都是諧波電流源,必須加以濾除,不讓其進(jìn)入系統(tǒng)。電力部門對于電力系統(tǒng)中的諧波有具體規(guī)定。
消弧線圈:消弧線圈廣泛用于lOkV-6kV級的諧振接地系統(tǒng)。由于變電所的無油化傾向,因此35kV以下的消弧線圈現(xiàn)很多是干式澆注型。
平波電抗器:平波電抗器用于整流以后的直流回路中。整流電路的脈波數(shù)總是有限的,在輸出的整直電壓中總是有紋波的。這種紋波往往是有害的,需要由平波電抗器加以抑制。直流輸電的換流站都裝有平波電抗器,使輸出的直流接近于理想直流。直流供電的晶閘管電氣傳動中,平波電抗器也是不可少的。
直流控制的飽和電抗器:串在電路中的扼流式或自飽和飽和電抗器,在電壓正弦波的周期內(nèi),飽和 電抗器在飽和前吸收了一定的伏-秒,達(dá)到飽和,以后就呈全開放狀態(tài)。因此其輸出電壓是非正弦的, 這種飽和電抗器的作用與晶閘管相似。
電氣回路的主要組成部分有電阻、電容和電感.電感具有抑制電流變化的作用,并能使交流電移相.把具有電感作用的繞線式的靜止感應(yīng)裝置稱為電抗器。
三、電抗器的作用
電力系統(tǒng)中所采取的電抗器常見的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來限制短路電流,也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波。 220kV、0kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的??梢酝ㄟ^調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調(diào)整運行電壓。高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關(guān)運行狀況的多種功能,主要包括:
(1)輕空載或輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng),以降低工頻暫態(tài)過電壓。
(2)改善長輸電線路上的電壓分布。
(3)使輕負(fù)荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡,防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失。
(4)在大機組與系統(tǒng)并列時降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓,便于發(fā)電機同期并列。
(5)防止發(fā)電機帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象。
(6)當(dāng)采用電抗器中性點經(jīng)小電抗接地裝置時,還可用小電抗器補償線路相間及相地電容,以加速潛供電流自動熄滅,便于采用。
電抗器的接線分串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。串聯(lián)電抗器通常起限流作用,并聯(lián)電抗器經(jīng)常用于無功補償。
1.半芯干式并聯(lián)電抗器:在高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中,連接于變壓器的三次線圈上。用于補償線路的電容性充電電流,限制系統(tǒng)電壓升高和操作過電壓,保證線路可靠運行。
2.半芯干式串聯(lián)電抗器:安裝在電容器回路中,在電容器回路投入時起