对于电抗器大家都很熟悉,电抗器在不同的电路中,所起的作用也不相同。本期擂台请你谈谈电抗器的用途。
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电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。
220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:
1、轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压;
2、改善长输电线路上的电压分布;
3、使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失;
4、在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列;
5、防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象;
6、当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。
电抗器的接线分串联和并联两种方式。串联电抗器通常起限流作用,并联电抗器经常用于无功补偿。
1、半芯干式并联电抗器:在超高压远距离输电系统中,连接于变压器的三次线圈上。用于补偿线路的电容性充电电流,限制系统电压升高和操作过电压,保证线路可靠运行。
2、半芯干式串联电抗器:安装在电容器回路中,在电容器回路投入时起。
电抗器的限流和滤波作用:
电网容量的扩大,使得系统短路容量的额定值迅速增大。如在500kV变电所的低压35kV侧, 最大的三相对称短路电流有效值已经接近50kA。为了限制输电线路的短路电流,保护电力设备,必须安装电抗器,电抗器能够减小短路电流和使短路瞬间系统的电压保持不变。
在电容器回路安装阻尼电抗器(即串联电抗器),电容器回路投入时起抑制涌流的作用。同时与电容器组一起组成谐波回路,起各次谐波的滤波作用。如在500kV变电所35kV无功补偿装置的电容器回路中,为了限制投入电容器时的涌流和抑制电力系统的高次谐波,在35kV电容器回路中必须安装阻尼电抗器,抑制3次谐波时,采用额定电压35kV,额定电感量26.2mH,额定电流350A干式空心单相户外型阻尼电抗器,它与2.52Mvar电容器对3次谐波形成谐振回路,即3次谐波滤波回路。
同样,为了抑制5次及以上高次谐波,采用了额定电压35kV,额定电感量9.2mH,额定电流382A单相户外型阻尼电抗器,它与2.52Mvar电容器对5次及以上高次谐波形成谐振回路。起到了抑制高次谐波的作用,需要说明的是,在国家标准《电抗器》GB10229—88和IEC289—88国际标准中均对阻尼电抗器的使用和技术条件作了规定。但目前国内有些部门将阻尼电抗器称为串联电抗器,严格来讲是不合适的,因为上述标准中均没有串联电抗器这个名称。
并联电抗器:发电机满负载试验用的电抗器是并联电抗器的雏型。铁心式电抗器由于分段铁心饼之间存在着交变磁场的吸引力,因此噪音一般要比同容量变压器高出10dB左右。并联电抗器里面通过的交流,并联电抗器的作用是补偿系统的容抗。通常与晶闸管串联,可连续调节电抗电流。
串联电抗器:里面通过的是交流,串联电抗器的作用是与补偿电容器串联,对稳态性谐波(5、7、11、13次)构成串联谐振。通常有5~6%电抗器,属于高感值电抗器。
调谐电抗器:里面通过的是交流电,串联电抗器的作用是与电容器串联,对规定的n次谐波分量构成串联谐振,从而吸收该谐波分量,通常n=5、7、11、13、19。
进线电抗器:亦称换相电抗器,用于电网进线中,通过的是交流电流,进线电抗器的作用是限制变流器换相时电网侧的压降和晶闸管的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt,以及并联变流器组的解耦。
限流电抗器:限流电抗器一般用于配电线路。从同一母线引出的分支馈线上往往串有限流电抗器,以限制馈线的短路电流,并维持母线电压,不致因馈线短路而致过低。
阻尼电抗器:(通常也称串联电抗器)与电容器组或密集型电容器相串联,用以限制电容器的合闸涌流。这一点,作用与限流电抗器相类似滤波电抗器滤波电抗器与滤波电容器串联组成谐振滤波器,一般用于3次至17次的谐振滤波或更高次的高通滤波。直流输电线路的换流站、相控型静止补偿装置、中大型整流装置、电气化铁道,以至于所有大功率晶闸管控制的电力电子电路都是谐波电流源,必须加以滤除,不让其进入系统。电力部门对于电力系统中的谐波有具体规定。
消弧线圈:消弧线圈广泛用于10kV-63kV级的谐振接地系统。由于变电所的无油化倾向,因此35kV以下的消弧线圈现很多是干式浇注型。
平波电抗器:平波电抗器用于整流以后的直流回路中。整流电路的脉波数总是有限的,在输出的整直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害的,需要由平波电抗器加以抑制。直流输电的换流站都装有平波电抗器,使输出的直流接近于理想直流。直流供电的晶闸管电气传动中,平波电抗器也是不可少的。
平波电抗器在整流电路中是个重要元件,在中频电源中主要作用是:
1、限制短路电流,(逆变晶闸管换相时同时导通相当于整流桥负载直接短路)没有电抗器就直接短路。
2、抑制中频分量对工频电网的影响。
3、滤波作用(整流电流带有交流成分;高频交流不易通过大电感)使整流输出波形连续,如不连续,就会出现电流为零的时间,这时逆变桥停止工作,造成整流桥开路的现象。
4、并联逆变电路的输入功率有无功分量的吞吐,逆变桥的输入电路中必定有储能的元件电抗器。
直流控制的饱和电抗器:串在电路中的扼流式或自饱和饱和电抗器,在电压正弦波的周期内,饱和电抗器在饱和前吸收了一定的伏-秒,达到饱和,以后就呈全开放状态。因此其输出电压是非正弦的,这种饱和电抗器的作用与晶闸管相似。
电气回路的主要组成部分有电阻、电容和电感.电感具有抑制电流变化的作用,并能使交流电移相.把具有电感作用的绕线式的静止感应装置称为电抗器。
电抗器在变频器中的应用
一、输入电抗器的作用
用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击,平滑电源电压中包含的尖峰脉冲,或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷, 有效地保护变频器和改善功率因数,它既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染
二、输出电抗器的作用
输出电抗器主要作用是补偿长线(50-200m)分布电容的影响,并能抑制输出谐波电流,提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,起到保护变频器,减小设备噪声的作用。电容器在补偿功率的时候,往往会受到谐波电压和谐波电流的冲击,造成电容器损坏和功率因数降低,为此,需要在补偿的时候进行谐波治理。
三、直流电抗器的作用
直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间,主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续,减小电流脉冲值,使逆变环节运行更稳定及改善变频器的功率因数。
ACR交流电抗器在电源电压不稳定(相间电压极不平衡)或需要提供稳定电源的直流母线连接运转(PN连接运转)等情况下发挥作用。还可用于改善电压波形畸变、功率因数以及协调电源,但是,抑制高次谐波时,请使用具有较高降低作用的直流电抗器(DCR)。
DCR直流电抗器主要用于“电源协调用”或“输入功率因数改善用(高次谐波降低用)”。
■ 电源协调用
・ 电源变压器功率为500kVA 以上且达到变频器额定功率的10 倍以上时使用。此时,电源的%阻抗减小,流入变频器的电流高次谐波成分增加且波高值增大。因此,会损坏逆变器的整流器和主电路电容器等的零件,或降低电容器容量(将缩短变频器的使用寿命)。
・ 同一电源系统中,“有半导体负载时”或“进相电容器ON/OFF 时”使用
・ 电源电压的相间不平衡率超过2%时。
■ 输入功率因数改善用(高次谐波降低用)
改善普通负载的功率因数时使用电容器等,但是,连接有变频器时,无法使用电容器改善功率因数。
连接电抗器后,变频器侧电源的阻抗将变大,高次谐波电流受到抑制,变频器的功率因数得到改善。
使用直流电抗器(DCR)时,输入功率因数将提高至86~95%。
电抗器也叫电感器,一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场,所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。电抗分为感抗和容抗,比较科学的归类是感抗器(电感器)和容抗器(电容器)统称为电抗器,然而由于过去先有了电感器,并且被称为电抗器,所以现在人们所说的电容器就是容抗器,而电抗器专指电感器。电抗器的有许多不同种类,通电长直导体的电感较小,所产生的磁场不强,因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式,称空心电抗器;有时为了让这只螺线管具有更大的电感,便在螺线管中插入铁心,称铁心电抗器,除此职位根据串联和并联的不同也可以分为同种类。
1.讲到电抗器,实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要,布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制,要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此,为了满足某些断路器遮断容量的要求,常在出线断路器处串联电抗器,增大短路阻抗,限制短路电流。
2.电抗器的用途具体可分为:限流电抗器、滤波电抗器、平波电抗器、功率因数补偿电抗器、串联电抗器、平衡电抗器、接地电抗器、消弧线圈、进线电抗器、出线电抗器、饱和电抗器、自饱和电抗器、可变电抗器(可调电抗器、可控电抗器)、轭流电抗器、串联谐振电抗器、并联谐振电抗器等。
电抗器作为无功补偿手段,在电力系统中是不可缺少的。
限流电抗器:限流电抗器一般用于配电线路。从同一母线引出的分支馈线上往往串有限流电抗器,以限制馈线的短路电流,并维持母线电压,不致因馈线短路而致过低,我们煤矿向井下供电的输出线上就串有电抗器。
另外我们煤矿的提升系统直流电机的整流输出回路也串有电抗器,这种电抗器是平波电抗器,因为整流电路的脉波数总是有限的,在输出的整直电压中总是有纹波的,这种纹波往往是有害的,需要由平波电抗器加以抑制,使输出的直流接近于理想直流,这在晶闸管整流电气传动中是比不可少的,有时还要有两个电抗器并联后再串进直流回路。
再者我们的中央风井的抽风异步电机,由于电机功率比较大,6kv/1250kw,启动电流大,对网络电压影响,在电机启动时,转子电流频率fz 最大,Rf 与Xd 最大,电动机可以获得较大起动转矩,启动后,随着转速的提高转子电流频率逐渐降低,Rf 和Xf 都自动减小,近似地得到恒转矩特性,实现了电动机的无级启动,启动完毕后,短路切除。
1、电力网中所采用的电抗器,实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制,要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此,为了满足某些断路器遮断容量的要求,常在出线断路器处串联电抗器,增大短路阻抗,限制短路电流。
由于采用了电抗器,在发生短路时,电抗器上的电压降较大,所以也起到了维持母线电压水平的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。
近年来,在电力系统中,为了消除由高次谐波电压、电流所引起的电容器故障,在电容器回路中采用串联电抗器的方法改变系统参数,已取得了显著的效果。
2、电抗器依靠线圈的感抗阻碍电流变化的电器。按用途分为 7种:
①限流电抗器。串联于电力电路中,以限制短路电流的数值。
②并联电抗器。一般接在超高压输电线的末端和地之间,起无功补偿作用。
③通信电抗器。又称阻波器。串联在兼作通信线路用的输电线路中,用以阻挡载波信号,使之进入接收设备。
④消弧电抗器。又称消弧线圈。接于三相变压器的中性点与地之间,用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流,以补偿流过接地点的电容性电流,使电弧不易起燃,从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。
⑤滤波电抗器。用于整流电路中减少竹流电流上纹波的幅值;也可与电容器构成对某种频率能发生共振的电路,以消除电力电路某次谐波的电压或电流。
⑥电炉电抗器。与电炉变压器串联,限制其短路电流。
⑦起动电抗器。与电动机串联,限制其起动电流。
3、直流电抗器(又称平波电抗器)主要用于变流器的直流侧,电抗器中流过的具有交流分量的直流电流。主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续,减小电流脉动值,改善输入功率因数。
4、变频器输入输出电抗器作业。
输入电抗器用以抑制浪涌电压和浪涌电流,保护变频器,延长其使用寿命和防止谐波干扰,同时由于变频器采用变频的方式调速的,所以在调速的时候经常会产生高次谐波和产生波形畸变,会影响设备正常使用,为此,须在输入端加装一个进线电抗器,可以改善变频器的功率因数及抑制谐波电流,滤除谐波电压和谐波电流,改善电网质量。
输出电抗器用于延长变频器的有效传输距离,有效抑制变频器的IGBT模块开关时产生的瞬间高压,降低电机的噪音,降低涡流损耗, 保护变频器内部的功率开关器件。
含的尖峰脉冲,或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷, 有效地保护变频器和改善功率因数,它既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。
输出电抗器主要作用是补偿长线(50-200m)分布电容的影响,并能抑制输出谐波电流,提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,起到保护变频器,减小设备噪声的作用。电容器在补偿功率的时候,往往会受到谐波电压和谐波电流的冲击,造成电容器损坏和功率因数降低,为此,需要在补偿的时候进行谐波治理。
直流电抗器的作用,直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间,主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续,减小电流脉冲值,使逆变环节运行更稳定及改善变频器的功率因数。
电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。 串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。 220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。
超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:
1、轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压;
2、改善长输电线路上的电压分布;
3、使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失;
4、在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列;
5、防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象;
6、当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。
电抗器的接线分串联和并联两种方式。串联电抗器通常起限流作用,并联电抗器经常用于无功补偿。
1、半芯干式并联电抗器:在超高压远距离输电系统中,连接于变压器的三次线圈上。用于补偿线路的电容性充电电流,限制系统电压升高和操作过电压,保证线路可靠运行。 2、半芯干式串联电抗器:安装在电容器回路中,在电容器回路投入时起。
电力网中所采用的电抗器,实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要,布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制,要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此,为了满足某些断路器遮断容量的要求,常在出线断路器处串联电抗器,增大短路阻抗,限制短路电流。 由于采用了电抗器,在发生短路时,电抗器上的电压降较大,所以也起到了维持母线电压水平的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的用户电 气设备运行的稳定性。
近年来,在电力系统中,为了消除由高次谐波电压、电流所引起的电容器故障,在电容器回路中采用串联电抗器的方法改变系统参数,已取得了显著的效果。3 220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:
(1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。
(2)改善长输电线路上的电压分布。
(3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失。
(4)在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。
(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。
(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。
电力系统中所采取的电抗器 常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次波。
220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:
(1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。
(2)改善长输电线路上的电压分布。
(3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动 同时也减轻了线路上的功率损失。
(4)在大机组与系统并列时 降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同列。
(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。
(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。