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電抗器的工作原理以及它在電力網中的實際應用
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  • 日期: 2017-09-21
上海穩達電訊設備廠專業生產電抗器波紋電阻不銹鋼電阻鋁合金電阻等各類電阻,應用于電梯,起重機,機電設備,冶金,精密機床,自動化,電控,電力等行業照明燈、指示燈電源。
今天一起來談談電抗器的工作原理,以及它在電力網中的應用。
電力系統中所采取的電抗器,常見的有串聯電抗器和并聯電抗器。串聯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或并聯用來限制電網中的高次諧波。并聯電抗器用來吸收電網中的容性無功,如500kV電網中的高壓電抗器,500kV變電站中的低壓電抗器,都是用來吸收線路充電電容無功的;220kV、110kV、35kV、10kV電網中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調整并聯電抗器的數量來調整運行電壓。
超高壓并聯電抗器有改善電力系統無功功率有關運行狀況的多種功能,主要包括:1)輕空載或輕負荷線路上的電容效應,以降低工頻暫態過電壓。
2)改善長輸電線路上電壓分布。
3)使輕負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)在大機組與系統并列時,降低高壓母線上工頻穩態電壓,便于發電機同期并列。5)防止發電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象。
6)當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時,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,便于采用單相快速重合閘。
電力網中所采用的電抗器,實質上是一個無導磁材料的空心線圈。它可以根據需要,布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統發生短路時,會產生數值很大的短路電流。如果不加以限制,要保持電氣設備的動態穩定和熱穩定是非常困難的。因此,為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求,常在出線斷路器處串聯電抗器,增大短路阻抗,限制短路電流。由于采用了電抗器,在發生短路時,電抗器上的電壓降較大,所以也起到了維持母線電壓水平的作用,使母線上的電壓波動較小,保證了非故障線路上的用戶電氣設備運行的穩定性。
    近年來,在電力系統中,為了消除由高次諧波電壓、電流所引起的電容器故障,在電容器回路中采用串聯電抗器的方法改變系統參數,已取得了顯著的效果。3 x3 O! Y6 c* l  I+ e6 p; V1 n% k; r# e5 n! c4 A電抗器的工作原理:1 g5 T$ Z& B: Y( b) j220kV、110kV、35kV、10kV電網中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調整并聯電抗器的數量來調整運行電壓。
超高壓并聯電抗器有改善電力系統無功功率有關運行狀況的多種功能,主要包括:
(1)輕空載或輕負荷線路上的電容效應,以降低工頻暫態過電壓。
(2)改善長輸電線路上的電壓分布。
(3)使輕負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)在大機組與系統并列時降低高壓母線上工頻穩態電壓,便于發電機同期并列。
(5)防止發電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象。

(6)當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時,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。% G; n% m9 b& e* z! L" y* y2 N7 _9 X' p, Y- F4 H, e% W' i4 v+ ]

依靠線圈的感抗阻礙電流變化的電器。按用途分為 7種:

①限流電抗器。串聯于電力電路中,以限制短路電流的數值。
②并聯電抗器。一般接在超高壓輸電線的末端和地之間,起無功補償作用。
③通信電抗器。又稱阻波器。串聯在兼作通信線路用的輸電線路中,用以阻擋載波信號,使之進入接收設備。
④消弧電抗器。又稱消弧線圈。接于三相變壓器的中性點與地之間,用以在三相電網的一相接地時供給電感性電流,以補償流過接地點的電容性電流,使電弧不易起燃,從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓。
⑤濾波電抗器。用于整流電路中減少竹流電流上紋波的幅值;也可與電容器構成對某種頻率能發生共振的電路,以消除電力電路某次諧波的電壓或電流。
⑥電爐電抗器。與電爐變壓器串聯,限制其短路電流。
⑦起動電抗器。與電動機串聯,限制其起動電流。
電路中電抗器一般有兩個作用:①抑制浪涌(電壓、電流);②抑制諧波電流。
1. 抑制浪涌:
在大功率電力電子電路中,合閘瞬間,往往產生一個很大的沖擊電流(浪涌電流),浪涌電流雖然作用時間短,但峰值卻很大。比如,電弧爐、大型軋鋼機,大型開關電源,UPS電源,變頻器等,開機浪涌電流往往超過正常工作電流的100倍以上。在輸入側串接電抗器,能有效的抑制這種浪涌電流。『合閘瞬間,電抗器呈高阻態(相當于開路)』。
2. 抑制諧波電流
隨著電力電子技術的廣泛應用,我們的電網中增加了大量的非線性負載,比如,AC-DC電源,UPS,變頻器等,它們都是以開關方式工作的。這些以開關方式工作的用電設備,往往變成了諧波電流的發生源,“污染”電網,使電網電壓波形畸變。諧波的危害之一便是中心線過載發熱燃燒。電抗器的接入,能有效抑制諧波污染。

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