第三章变压器 第一节变压器的工作原理、分类及结构 一、结构 1．铁心 如图，分铁心柱、磁轭两部分。 材料：0.35mm的冷轧有取向硅钢片，如：DQ320，DQ289，Z10，Z11等。 工艺：裁减、截短、去角、叠片、固定。 2．绕组 分同心式和交叠式两大类。 交叠式如右图。 同心式包括圆筒式、连续式、螺旋式等，见上图。 材料：铜（铝）漆包线，扁线。 工艺：绕线包、套线包。 3．其它部分 油箱（油浸式）、套管、分接开关等。
4．额定值 额定容量S N 额定电压U 1N U 2N 额定电流I 1N I 2N 对于单相变压器，有N N N N N I U I U S 2211== 对于三相变压器，有N N N N N I U I U S 221133== 注意一点：变压器的二次绕组的额定电压是指一次绕组接额定电压的电源，二次绕组开路时的线电压。 [讨论题]一台三相电力变压器，额定容量1600kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Y ,d 接法，求一次绕组和二次绕组的额定电流和相电流。 自己看[例3-1]。
总结：熟悉变压器额定值的规定。 二、变压器的工作原理 按照上图规定变压器各物理量的参考方向，有 dt d N e dt d N e φ φ2 211,-=-= 定义变比 2 121N N E E k == 工作原理： （1） 变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能； （2） 变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比； （3） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反比； （4） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。 总结：牢记变压器的四条原理。 第二节 单相变压器的空载运行 一、空载运行时的物理情况 如图，变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路，称为变压器空载运行。此时，变压器一次绕组流过一个很小的电流，称为空载电流i 0，大约占额定电流的2%~5%，因此空载时变压器的铜损耗是很小的。为什么？ 又， 11144.4N f E U m Φ=≈
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。平波电抗器与直流滤波器一起构成高压直流换流站直流侧的直流谐波滤波回路。平波电抗器一般串接在每个极换流器的直流输出端与直流线路之间，是高压直流换流站的重要设备之一。 平波电抗器和直流滤波器一起构成直流T型谐波滤波网，减小交流脉动分量并滤除部分谐波，减少直流线路沿线对通信的干扰和避免谐波使调节不稳定。平波电抗器还能防止由直流线路产生的陡波冲击进入阀厅，使换流阀免遭过电压的损坏。 当逆变器发生某些故障时，可避免引起继发的换相失败。可减小因交流电压下降引起逆变器换相失败的机率。当直流线路短路时，在整流侧调节配合下，限制短路电流的峰值。电感值并不是越大越好，因为电感的增大对直流输电系统的自动调节特性有影响。 在直流输电系统中，当直流电流发生间断时，会产生较高过电压，对绝缘不利，使控制不稳定。平波电抗器通过限制由快速电压变化所引起的电流变化率来防止直流电流的间断，从而降低换流器的换相失败率。 表1供货范围及设备技术规格一览表
本设备招标书技术文件要采购的干式空心平波电抗器，其安装地点的实际外部条件见表1.1：设备外部条件一览表。投标方应对所提供的设备绝缘水平、温升等相关性能参数在工程实际外部条件下进行校验、核对，使所供设备满足实际外部条件要求及全工况运行要求。 表1.1 设备外部条件一览表（项目单位填写） 1.1 正常使用条件 1.1.1 周围空气温度 最高不超过40℃，且在24h内测得的平均温度不超过35℃。
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。 输出电抗器：它的作用是限制电机连接电缆的容性充电电流及使电机绕组上的电压上升率限制在54OV/us以内，一般功率为4-90KW变频器与电机间的电缆长度超过50m时，应设置输出电抗器，它还用于钝化变频器输出电压(开关的陡度)，减少对逆变器中的元件(如IGBT)的扰动和冲击。 输出电抗器的使用说明：为了增加变频器到电机之间的距离可以适当加粗电缆，增加电缆的绝缘强度，尽量选用非屏蔽电缆。输出电抗器的特点： 1、适用于无功补偿和谐波的治理； 2、输出电抗器主要作用是补偿长线分布电容的影响，抑制输出谐波电流； 3、有效地保护变频器和改善功率因数，能阻止来自电网的干扰，减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。 输入电抗器：它的作用是限制变流器换相时电网侧的电压降；抑制谐波以及并联变流器组的解耦；限制电网电压的跳跃或电网系统操作时所产生的电流冲击。当电网短路容量与变流器变频器容量比大于33:1时，输入电抗器的相对电压降，对单象限工作为2%，四象限为4%。当电网短路电压大于6%时，允许输入电抗器运行。对于12脉动整流单元，至少需要一相对电压降为2%的网侧进线电抗器。输入电抗器主要应用于工业/工厂自动化控制系统中，安装在变频器、调速器与电网电源输入电抗器之间，用于抑制变频器、调速器等产生的浪涌电压和电流，最大限度的衰减系统中的高次谐波及畸变谐波。 输入电抗器的特点： 1、适用于无功功率补偿和谐波的治理； 2、输入电抗器用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击；对谐波起滤波作用，以抑制电网电压波形畸变； 3、平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷。 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。 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。 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。 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：
通过对变频器和电抗器的学习，现在我对变频器前端为何要加电抗器，或者说是在变频器前端加电抗器有什么好处，有了一定的了解: 首先，众所周知的是变频器主要有三个功能：（1）调速，节能。（2）软启动。（3）保护。当然，变频器的这三项基本功能都是针对电机而言的，本来变频器就是用来为负载中的电机服务的。那么，我的电抗器对变频器的好处阐述也是从变频器的这三项功能展开的。 一、保护电子元件不受电网扰动的影响，同时又保护电网不受驱动器的扰动影响。 这是因为，在现实中的整流桥采用的都是一些非线性的元件，比如说二极管， 这样会使交流侧的电流产生畸变，所以增加电抗器可以改善交流侧的电流波形。 也就是说变频器前端加电抗器主要就是针对交流侧的，也就是通常说的输入电 抗器。输入侧加电抗器是增加了电流的阻抗，降低由变频器产生的谐波分量， 并能吸收浪涌电压和主电源的电压峰值，故而，输入侧加电抗器既能阻止来自 电网的干扰，同时又能减少整流桥产生的谐波电流对电网的污染。 二、防止高浪涌电流，减小输入元件的瞬态负载。这是针对变频器的软启动功能而 言的。这是因为，电机在实践操纵应用中一般是降压启动或者是全压启动的， 这些启动方式在启动的时候都需要非常大的电压电流，会对电网产生一定冲击， 也会对设备产生不利，而且大的启动电流势必会消耗大的电能，这仅仅是用于 启动的。所以变频器的软启动功能此时就发挥了优点，启动不仅只需要很小的 电流就可以，而且也减少了对电网和设备的冲击。但问题是此时的变频器必然 会承受一定的浪涌电流电压。那么进线端的电抗器就可以用爱限制电网电压突 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，或者平滑 整流桥中的电压缺陷。 三、保护需要。这一点就很像变频器对设备的保护，那么变频器前端加入电抗器就 是对驱动器的电子元件保护，这样就能大大提高变频驱动的使用寿命和它的工 作效率。变频器在使用过程中，经常会受到浪涌电流电压的冲击，所以在变频 器前端加入电抗器用来抑制浪涌电压和浪涌电流，保护变频器，延长使用寿命。 而且，在输入端的电抗器有着提高功率因数和滤除谐波的功效，就像第一点里 面提到的作用。本来提高功率和滤除谐波就是对驱动设备的一种很好的保护作 用。所以在一般情况下，都必须加进线电抗器。 以上是我对变频器前端加电抗器的优点的分析和阐述，目前阶段我所能理解的就是这三点，其他功能日后我又再学习掌握。
电抗器的工作原理及在电力系统中的作用电抗器的工作原理： 由于电力系统中大量使用电力电子器件,直流用电,变频用电等,产生了大量的谐波,使得看是简单的问题变得复杂了,用以补偿的电容器频繁损坏,有的甚至无法投入补偿电容器,当谐波较小时,可以用谐波抑制器,但系统中的谐波较高时,就要用串联电抗器了,放大谐波电流. 电抗率为4.5%～7%滤波电抗器,用于抑制电网中5次及以上谐波;电抗率为12%～13 %滤波电抗器,用于抑制电网中3次及以上谐波.电抗器装于柜内,应加装通风设备散热.电抗器能在额定电压的 1.35倍下长期运行,常用电抗器的电抗率种类有4.5%、5%、6%、7%、12%、13%等,电抗器的温升：铁芯85K，线圈95K,绝缘水平：3kV/1min,无击穿与闪络,电抗器在1.8倍额定电流下的电抗值，其下降值不大于5%,电抗器有三相、单相之分,三相电抗器任二相电抗值之差不大于±3%,电抗器可用于400V或600V系统,电抗器噪声等级，不大于50dB,电抗器耐温等级H级以上. 电抗器在电力系统中的作用： 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谐波。并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都
是用来吸收线路充电电容无功的;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,便于采用单相快速重合闸。 一般串联电抗器电抗率的选择方法： 在实际工程应用中，我们会遇到因为电抗器的电抗率选择不当，至使系统中的谐波放大或与系统发生谐振，对电网造成干扰的问题，下面本人结合实际工程中的经验，浅介一般串联电抗器如何选择电抗率。 仅用于限制涌流时，电抗率宜取0.1%到1%；不考虑背景谐波时，当并联电容器装置接入电网处含有5次及以上谐波时，电抗率宜取4.4%到6%；当并联电容器装置接入电网处含有3次及以上谐波时，电抗率宜取12%；而对于背景谐波，配置电抗率应遵循远离原则，如背景含有5次谐波，宜配置电抗率为1%的电抗器。
并联电抗器的选择及保护装置的配置 来源：时间：2007-06-13 字体：[ 大中小 ] 投稿 摘要: 本文讨论了在地方电网工程设计实践中，线路并联电抗器的容量、台数、装设地点、继电保护配置等有关技术问题，对设计人员有一定参考价值。 电抗器分为铁芯的和空芯的两大类。铁芯电抗器有线路并联电抗器和消弧线圈两种，其构造与变压器相似，不同的是其铁芯带有气隙，电抗器的线圈只有一个，不分一次和二次。空芯电抗器有水泥电抗器，用电缆做成空心线圈，沿线圈圆周均匀对称的用水泥浇注，把线圈匝间固定起来。水泥电抗器大多用在大容量发电厂或变电站的输配电系统中。 一、并联电抗器容量及台微选择 二、在大电力系统中，并联电抗器的容量、台数、装设地点、中性点小电抗器参数及伏安特性等的选择比较复杂，需对工频暂态及稳态电压升高、潜供电流及恢复电压、发电机自励磁、谐振过电压等方面进行专题计算、模拟试验和分析比较后才能确定。 对地方小电力系统，我们是对工频电压升高，发电机自励磁计算分析后，再根据小电力系统实际情况来确定并联电抗器容量。其推荐值可按下式初步计算。 若线路电压为110～220千伏，线路长度在300公里以下，取0.4~0.45．线路电压为330千伏，线路长度在300公里以上，可取0.5 Ue——电力网额定线电压（千伏）来源:https://www.doczj.com/doc/705494027.html, Ic．——电力网电容电流（千安） 此值可用计算或直接测量的方法求得．如果能从有关手册查出输电线的电纳，则可直接由下式计算求得：请登陆:输配电设备网浏览更多信息
可查表求得（表略）． 根据以上公式计算出并联电抗器容量后进行标准化，选取铁芯式电抗器．其台数决定于并联电抗器总容量的大小，设计容量在10000千乏以上，投切次数少，可选一台集中补偿；8000千乏以下适用于小电力系统、电压等级低，一般选两台分散补偿，有利于运行调整． 并联电抗器可向特种变压器厂订货，选取BKSJ型． 二、装设地点及安装方式 理论上讲，并联电抗器装设地点设在线路的哪一方都可以．但要根据工程实际情况考虑所选并联电抗器电压等级高低、新建工程是否需要补偿，工程扩建时是否有安装地方，控制操作是否方便灵活等各方面因素后再确定． 对大电力系统，补偿容量大，电压高，可集中安装在区域性枢纽变电所高压倒，采用户外安装方式．因投切次数少，在满足开断容量条件下可采用隔离开关和油开关操作． 小电力系统的补偿容量小，电压等级低，可户外分散安装。为了运行、调整投切灵活力便，可采用ZN型真空断路器开关柜． 三、保护装置的配置 （－）装设瓦斯保护．当并联电抗器内部由于短路等原因产生大量瓦斯时，应及时动作并跳闸。当产生轻微瓦斯或油面下降时，应及时发出信号。 瓦斯保护流速整定值的选择，主要取决于并联电抗器容量、冷却方式及导油管直径。目前国内尚无统一标准，均采用经验数据进行整定。 1．并联电抗器容量≤10000千乏、导油管直径≤5.3厘米或瓦斯继电器为QJ1一50型时，流速值可取0.6～0.8米／秒。 2．当并联电抗器容量大于10000千乏以上，导油管直径为8.0厘米或瓦斯继电器为QJ1一80型时，流速值可取0.8～1.2米／秒。 3．对于强迫油循环冷却的并联电抗器不低于1.1米／秒。 （二）装设差动保护或电流速断保护 大容量并联电抗器装设差动保护，小容量若灵敏度满足要求时可装设电流速断保护，以防御并联电抗器内部及其引出线的相间和单相接他短路。在可能出现的最大不平衡电流下，保护装置不应该误动作．并联电抗器装设过电流保护作为差动保护的后备，保护装置带时限动作于跳闸。 （三）装设过负荷保护，以防御电源电压升高和引起并联电抗器的过负荷。保护装置带时限动作后作用于信号。来源:输配电设备网
变频器专用型输入电抗器，安装于电源和变频器输入线之间，限制变频器的进线端的压降，抑制晶闸管的dv/dt（电压变化率）和di/dt（电流变化率）。 作用 在变频调速器系统的运行过程中，变频调速器经常会受到来自电网的浪涌电流和浪涌电压的冲击，影响变频调速器的性能，缩短变频调速器的使用寿命，甚至会严重损坏变频调速器。 变频器专用型输入电抗器的作用在于： 1、抑制来自电网的浪涌电压和浪涌电流，保护变频速器，延长其使用寿命； 2、抑制来自电网的3,5次谐波的电磁干扰（如果频率高于5次，需选用变频器专用型输入滤波器）；适用范围1、电网相间电压的不平衡率大于额定电压的1.8%； 2、阻抗极低的线路（动力变压器为变频器额定值的10倍以上）； 3、在一条线路上为减小线电流而安装大量的变频器； 4、使用功率因数校正电容，或者是校正电源； 变频器专用型输出电抗器 变频器专用型输出电抗器，安装于变频器的电源输出线与电机之间，用以钝化变频器输出电压（开关频率）的陡度，减少逆变器中的功率元件的扰动和冲击，且在负载合闸瞬间能够有效地抑制回路涌流，保护回路中的变频器装置及其它元器件免受过电流冲击。 变频器专用型输出电抗器根据其选用的芯体材质的不同，分为以下两种： 1、铁芯式变频器专用型输出电抗器 当变频器的载波频率小于3KHZ时采用铁芯式变频器专用型输出电抗器。 2、铁氧体式变频器专用输出电抗器电抗器 当变频器的载波频率小于6KHZ时采用铁氧体式变频器专用型输出电抗器。 作用 1、有效降低IGBT输出的高dv/dt,延长电机寿命； 2、抑制变频器输出的谐波干扰； 3、补偿长线分布电容的影响，延长传输距离(最大允许电动机电缆长度主要取决于传动装置的开关频率和输出电压)； 4、减小变频器噪声； 使用环境 1、海拔高度不超过2000米； 2、运行环境温度-25℃～+45℃，相对湿度不超过90%； 3、周围无有害气体，无易燃易爆物品； 4、周围环境应有良好的通风条件，如装在柜内，应加装通风设备； 性能参数 1、可用于400V、660V系统； 2、额定绝缘水平3kV/min； 3、电抗器各部位的温升限值：铁芯不超过85K，电圈温升不超过95K； 4、电抗器噪声不大于45dB； 5、三相电抗器的任意两相电抗值之差不大于±3%。 6、耐温等级H级（180℃）以上。 电抗器产品执行检验标准：IEC289：1987 电抗器 GB10229-88 电抗器 JB9644-1999 半导体电气传动用电抗器 GB6450-86 本标准等效国标IEC 726(1982)《干式电力变压器》 用户对变频器使用电抗器应如何选择？下面从额定交流电流的选择、电压降、电感量的选择、对应额定电流的电感量与电缆长度等方面进行分析。 1，额定交流电流的选择
电抗器 懂得放手的人找到轻松，懂得遗忘的人找到自由，懂得关怀的人找到幸福！女人的聪明在于能欣赏男人的聪明。生活是灯，工作是油，若要灯亮，就要加油！相爱时，飞到天边都觉得踏实，因为有你的牵挂；分手后，坐在家里都觉得失重，因为没有了方向。
内容简介一：电抗器在电力系统中的作用 二：电抗器的分类 三：详细介绍及选用方法 四：各种电抗器的计算公式 五：经典问答 一：电抗器在电力系统中的作用
由于电力系统中大量使用电力电子器件,直流用电,变频用电等,产生了大量的谐波,使得看是简单的问题变得复杂了,用以补偿的电容器频繁损坏,有的甚至无法投入补偿电容器,当谐波较小时,可以用谐波抑制器,但系统中的谐波较高时,就要用串联电抗器了,放大谐波电流. 电抗率为4.5%～7%滤波电抗器,用于抑制电网中5次及以上谐波;电抗率为12%～13 %滤波电抗器,用于抑制电网中3次及以上谐波.电抗器装于柜内,应加装通风设备散热.电抗器能在额定电压的1.35倍下长期运行,常用电抗器的电抗率种类有4.5%、5%、6%、7%、12%、13%等,电抗器的温升：铁芯85K，线圈95K,绝缘水平：3kV/1min,无击穿与闪络,电抗器在1.8倍额定电流下的电抗值，其下降值不大于5%,电抗器有三相、单相之分,三相电抗器任二相电抗值之差不大于±3%,电抗器可用于400V或600V系统,电抗器噪声等级，不大于50dB,电抗器耐温等级H级以上. 信息来自:输配电设备网 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。并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都是用来吸收线路充电电容无功的;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,便于采用单相快速重合闸。 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
无功补偿用串联电抗器的性能与作用 目前工矿企业无功补偿多采用分组自动跟踪补偿，单组容量多为900kvar以下，一般都将电力电容器，串联电抗器及真空接触器等装于同一柜内，这样就要求电抗器体积小、性能好、重量轻、便于安装维护；现对无功补偿用串联电抗器的用途、性能介绍如下。 一、串联电抗器类种 1、油浸式铁芯电抗器； 2、干式铁芯电抗器； 3、干式空芯电抗器； 4、干式半芯电抗器； 5、干式磁屏蔽电抗器； 二、无功补偿电抗器用途分为： 1、限流电抗器； 2、抑制谐波电抗器； 3、滤波电抗器； 三、串联电抗器的作用是多功能的，主要有： 1、降低电容器组的涌流倍数和涌流频率，便于选择配套设备和保护电容器。根据GB50227标准要求应将涌流限制在电容器额定电流的10倍以下，为了不发生谐波放大（谐波牵引），要求串联电抗器的伏安特性尽量为线性。网络谐波较小时，采用限制涌流的电抗器；电抗率在0.1%－1%左右即：可将涌流限制在额定电流的10倍以下，以减少电抗器的有功损耗，而且电抗器的体积小、占地面积小、便于安装在电容器柜内。采用这种电抗器是即经济，又节能。 2、串联滤波电抗器，电抗器阻抗与电容器容抗全调谐后，组成某次谐波的交流滤波器。滤去某次高次谐波，而降低母线上该次谐波的电压值，使线路上不存在高次谐波电流，提高电网的电压质量。 滤波电抗器的调谐度：
XL＝ωL＝1/n2XC=AXC 式中A－调谐度（%） XL－电抗值（Ω） XC－容抗值（Ω） n-谐波次数 L－电感值（μH） ω----314各次谐波滤波电抗器的电抗率 3次谐波为11.12% 5次谐波为4% 7次谐波为2.04% 11次谐波为0.83% 高次谐波为0.53% 按上述调谐度配置电抗器，可满足滤除各次谐波。 3、抑制谐波的电抗器，先决条件是需要清楚电网的谐波情况，查清周围用电户有无大型整流设备、电弧、炼钢等能产生谐波的设备，有无性能不良好的高压变压器及高压电机，尽可能实测一下电网谐波的实际量值，再根据实际谐波量来配置适当的电抗器。铁芯电抗器电抗线性度不好，有噪声，空芯电抗器运行无噪声，线性度好，损耗小。 标准规定空芯电抗器容量在100KVAR以下时，每伏安损耗不大于0.03W。例如：单台12000VA电抗率6%的电抗器损耗为360W，三相有功损耗为1080W，这是一个不小的数字。电网上谐波较小时，采用限流电抗器可节省电能。 4、由于设置了串联电抗器，减少了系统向并联电容器装置或电容器装置向系统提供短路电流值。 5、可减少电容器组向故障电容器组的放电电流，保护电力电容器。 6、可减少电容器组的涌流，有利于接触器灭弧，降低操作过电压的幅值。 7、减小了由于操作并联电容器组引起的过电压幅值，有利于电网的过电压保护。 四、串联电抗器的选型原则 用电企业都有自身的特点，对设备有不同的要求，干式电抗器有噪音小、电
一， 变频器各点主要波形： 直流电抗器 L1
二，变频器干扰途径
三，各种电抗器在变频器中的作用
a)输入电抗器和直流电抗器： 在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量（5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所）所占的比重是很高的，它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外，还因为它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同，主要有以下两种： 输入交流电抗器: 串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有： 通过抑制谐波电流，将功率因数提高至（0.75-0.85）； 削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击； 削弱电源电压不平衡的影响。 直流电抗器：串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一，就是削弱输入电流中的高次谐波成分和减小浪涌电流。但在提高功率因数方面比交流电抗器有效，可达0.95，并具有结构简单、体积 小等优点。 其他区别：1，输入电抗器对于变频器的传导干扰有抑制作用，直流电抗器没有；
2，电网输入电压不平衡时，由于三相电流有耦合的缘故，直流电抗器会引起输入电流的不平衡，而输入电抗器则没有这一问题； 3，电压利用率：由于输入电抗器位于交流输入侧，电抗器上的交流压降会对电压利用率有一定的影响。 4，成本差异：由于直流电抗器工作时，负载电流是连续的流过直流电抗器，而输入交流电抗器的三个线包是间断地流过电流的，因此直流电抗器的利用率要高。反映在成本上就是：在满足同 样的谐波电流要求的情况下，输入交流电抗器的成本要比直流电抗器高很多。 b）输出电抗器： 输出电抗器也分为两种：普通的输出电抗器（参数及要求与输入电抗器相同）和正弦波电抗器正弦波电抗器用于把变频器输出的PWM调制波滤波成正弦波电压波形，主要应用于特殊场合， 在此不作讨论；下面主要分析普通的输出电抗器： 为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出电抗器，它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分。尤其是当变频器输出到电
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ-=2 2 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器；
按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
饱和电抗器原理 摘要：以去年首次在中国投运的高压电动机磁控软起动装置为背景，介绍作为软起动装置执行元件的磁饱和电抗器，指明它实质上是一个开关，阐述它的作用、特点和分析方法。 一、引言： 饱和电抗器是一种饱和度可控的铁芯电抗器。50~70年代是磁饱和电抗器在电气自动化领域较盛行的时期[1，2，3]。它既可以作为放大器件，又可以作为执行元件。相对于电真空器件，它耐受恶劣环境的优点令人瞩目，相对于交磁放大机系统，它的静止性受到垂青。当时，国内外关于磁饱和电抗器和磁放大器的著述和相关新铁芯材料的研制报导屡见不鲜。在我国，在70年代已形成磁放大器产品系列[2]。70年代以后，以双极型电子器件和SCR为代表的电力电子器件逐渐在电气控制领域占统治地位。饱和电抗器因惯性较大、功率放大倍数较小等缺点而被排挤，其发展受阻。但是，饱和电抗器是一种既有长处又有短处的电力器件。在电阻炉炉温等较慢过程的控制中，以饱和电抗器为功率器件的系列产品仍然在使用。在如何将它应用在较快过程的控制中，人们的研究和探索仍在继续。也取得了一些可喜的成果 [3]。我认为，高压电动机软起动是一个能够使饱和电抗器扬长避短发挥重要作用的领域。 二、三相饱和电抗器的基本形式 三相饱和电抗器有多种形式，在图1中表示了裂芯式和传统式的两种。 图1（a）为裂芯式结构，三相分立，一相一个铁芯。挨近小截面的是直流绕组（共6个）。绕在直流绕组外面的是交流绕组（共3个）。两个直流绕组产生的磁通在两个小截面铁芯上形成环路。而交流绕组产生的磁通通过大截面铁芯形成环路。 图1（b）为传统式。直流绕组套住6个铁芯和6个交流绕组。交流绕组每相2个，串连连接。一相交流电流在2个铁芯上产生2个环路的磁通。2个环路的时钟方向相同。 图1列出的仅是有代表性的形式。其它的可行形式还很多，例如图1（a），若将交流绕组挪位，令它套住大截面铁芯，就演绎为另一种可行形式。 所有可行形式的共性是：
9.2.4 限流电抗器选择 （1）参数选择：限流电抗器应按表9?2?9所列技术条件选择，并按表中环境条件校验。 表9?2?9中的一般项目，按第9.1节有关要求进行选择，并补充说明如下： 1）普通电抗器k X %＞3%时，制造厂已考虑连接于无穷大电源、额定电压下，电抗器端头发生短路时的动稳定度。但由于短路电流计算是以平均电压（一般比额定电压高5%）为准，因此在一般情况下仍应进行动稳定校验。 2）分裂电抗器动稳定保证值有两个，其一为单臂流过短路电流时之值，其二为两臂同时流过反向短路电流时之值。后者比前者小得多。在校验动稳定时应分别对这两种情况，选定对应的短路方式进行。 3）安装方式是指电抗器的布置方式。普通电抗器一般有水平布置、垂直布置和品字布置三种。进出线端子角度一般有90°、120°、180°三种，分裂电抗器推荐使用120°。 （2）额定电流选择：普通电抗器的额定电流选择： 1）电抗器几乎没有过负荷能力，所以主变压器或出线回路的电抗器，应按回路最大工作电流选择，而不能用正常持续工作电流选择。 2）变电所母线分段回路的电抗器应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷的要求。 （3）电抗百分值选择：普通电抗器的电抗百分值应按下列条件选择和校验： 1）将短路电流限制到要求值。此时所必须的电抗器的电抗百分值（k X %）按下式计算 k X %≥%100????? ??-''*j nk j nk j j I U U I X I I （9?2?5） 或 k X %≥%100????? ??-''*nk j nk j j j U I I U X S S （9?2?6） 式中 j U ——基准电压，kV ； j I ——基准电流，A ； j X *——以j U 、j I 为基准，从网络计算至所选用电抗器前的电抗标么值； j S ——基准容量，MV A ； nk U ——电抗器的额定电压，kV ； nk I ——电抗器的额定电流，A ； I ''——放电抗限制后所要求的短路次暂态电流，kA ；
三相变压器 三相变压器原理 三相变压器是3个相同的容量单相变压器的组合.它有三个铁芯柱,每个铁芯柱都绕着同一相的2个线圈,一个是高压线圈,另一个是低压线圈. 三相变压器是电力工业常用的变压器. 变压器接法与联结组 用于国内变压器的高压绕组一般联成Y接法，中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。如低压系配电系统，则可根据标准规定决定。 1).国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的，所以，对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器，高压与中压绕组都要用星形接法。当三相三铁心柱铁心结构时，低压绕组也可采用星形接法或角形接法，它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°电气角。 500/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11 220/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11 330/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11 330/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11 2).国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角。 如220/60kV变压器采用YNd11接法，与220/69/10kV变压器用YN，yn0，d11接法，这二个60kV输电系统相差30°电气角。 当220/110/35kV变压器采用YN，yn0，d11接法，110/35/10kV变压器采用YN，
yn0，d11接法，以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角。 所以，决定60与35kV级绕组的接法时要慎重，接法必须符合输电系统电压相量的要求。根据电压相量的相对关系决定60与35kV级绕组的接法。否则，即使容量对，电压比也对，变压器也无法使用，接法不对，变压器无法与输电系统并网。 3).国内10、6、3与0.4kV输电与配电系统相量也有两种相位。在上海地区，有一种10kV与110kV输电系统电压相量差60°电气角，此时可采用110/35/10kV电压比与YN，yn0，y10接法的三相三绕组电力变压器，但限用三相三铁心柱式铁心。 4).但要注意：单相变压器在联成三相组接法时，不能采用YNy0接法的三相组。三相壳式变压器也不能采用YNy0接法。 三相五柱式铁心变压器必须采用YN，yn0，yn0接法时，在变压器内要有接成角形接法的第四绕组，它的出头不引出(结构上要做电气试验时引出的出头不在此例)。 5).不同联结组的变压器并联运行时，一般的规定是联结组别标号必须相同。 6).配电变压器用于多雷地区时，可采用Yzn11接法，当采用z接法时，阻抗电压算法与Yyn0接法不同，同时z接法绕组的耗铜量要多些。Yzn11接法配电变压器的防雷性能较好。 7).三相变压器采用四个卷铁心框时也不能采用YNy0接法。 8).以上都是用于国内变压器的接法，如出口时应按要求供应合适的接法与联结组标号。 9).一般在高压绕组内都有分接头与分接开关相联。因此，选择分接开关时(包括有载调压分接开关与无励磁调压分接开关)，必须注意变压器接法与分接开关接法相配合(包括接法、试验电压、额定电流、每级电压、调压范围等)。对YN接法的有载调压变压器所用有载调压分接开关而言，还要注意中点必须能引出。
电抗器选择方法 1.1电抗率的选择 ■补偿装置接入处的背景谐波为3次 当接入电网处的背景谐波为3次及以上时，一般为12%；也可采用4.5%～6%与12%两种电抗率。只有3次等零序谐波不需要补偿时也可以选择零序滤波电抗器。 3次谐波含量较小，可选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。 3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，一般为12%；也可采用4.5%～6%与12%两种电抗率的串联电抗器混合装设。 ■补偿装置接入处的背景谐波为3次、5次 3次谐波含量很小，5次谐波含量较大（包括已经超过或接近国标限值），选择4.5%～6%的串联电抗器，忌用0.1%～1%的串联电抗器。 3次谐波含量略大，5次谐波含量较小，选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。 3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。 ■补偿装置接入处的背景谐波为5次、7次及以上(中频冶炼、电镀、轧机、工业炉、单晶炉等大部分工业负荷为此类负荷) 5次谐波含量较小，应选择4.5%～6%的串联电抗器。 5次谐波含量较大，应选择4.5%的串联电抗器。 ■对于采用0.1%～1%的串联电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大或谐振；对于采用4.5%～6%的串联电抗器，要防止对3次谐波的严重放大或谐振。 ■补偿装置接入处的特征次背景严重超过了国标限值，需要谐波治理达到国标要求的需要经过专业的技术人员进行滤波设计并特殊定做滤波电抗和其它滤波组件 负荷容量和配电变压器容量相当时选择并联型无功补偿兼谐波治理装置。 负荷容量远小于配电变压器时选择串联型无功补偿兼谐波治理装置。 1.2电抗器类型的选择 电抗器按照结构的不同分为油浸式铁芯电抗器、干式铁芯电抗器、干式空芯电抗器、干式半芯电抗器、干式磁屏蔽电抗器，不同类型的电抗器互有优缺点，需要根据用电现场情况斟酌选择。 理想的电抗器应是有如下特点：无油、无噪音、体积小、线性度好、无漏磁、过流能力强、结构稳定、耐候性强等 1.3■铁芯电抗器 体积小、漏磁小，损耗小，可以装高压柜内，但噪声大，线性度差，有漏磁局部过热的可能，易发生磁饱和，烧毁线圈。系统过压、过流和谐波的影响，致使铁芯过饱和电抗值急剧下降，抑制谐波的能力下降，抗短路电流能力低。干式铁芯式电抗器除上述缺点外，还不能在室外运行。 1.4■干式空芯电抗器 线性度好，噪声小，过流能力强，散热能力强，机械结构简单、坚固，户内外都可使用，基本免维护，但体积大，占地面积大，漏磁范围广，对周围的用电设备电磁干扰大，有功损耗较高。 1.5■半芯电抗器 半芯电抭器是介于铁芯电抭器和空芯电抗器之间的一种新型电抭器，结构简单、线性好、噪音小、维护方便，比空心电抗器体积小、重量轻、损耗小，但由于采用了非线性材料铁芯、其电
一、三相分离器结构及工作原理 1.三相分离器的工艺流程 所有来油经游离水三项分离器分离再添加破乳剂进入换热器加热升温至70~75℃然后进入高效三相分离器进行分离，分离器压力控制在0.15~0.20Mpa，油液面控制在80~100cm、水液面控制在100~120cm，除油器进出口压差控制在0.2Mpa，处理合格后的原油含水率控制在2%左右经稳定塔闪蒸稳定后进入原油储罐，待含水小于0.8%后外输至管道。 2.三相分离器工作原理 各采油队来液由分离器进液管进入进液舱，容积增大，流速降低，缓冲降压，气体随压力的降低自然逸出上浮，在进液舱油、气、水靠比重差进行初步分离。分离后的水从底部通道进入沉降室。经过分离的液体经过波纹板时，由于接触面积增加，不锈钢波纹板又具有亲水憎油的特性，再进行油、气、水的分离。随后进入沉降室，靠油水比重差进行分离；通过加热使液体温度增加，增加油水分子碰撞机会，加大了油水比重差；小油滴和小水滴碰撞机会多聚结为大油滴和大水滴，加速油水分离速度；油上浮、水下沉实现油、水进一步分离；油、气和水通过出口管线排出。 2.1重力沉降分离 分离器正常工作时，液面要求控制在1/2~2/3之间。在分离器的下部分是油水分离区。经过一定的沉降时间，利用油和水的比重差实现分离。 2.2 离心分离 油井生产出来的油气混合物在井口剩余压力的作用下，从油气分离器进液管喷到碟形板上使液体和气体，在离心力的作用下气体向上，而液体（混合）比重大向下沉降在斜板上，向下流动时，还有一部分气体向气出口方向流去，当气体流到削泡器处，需改变气体的流动方向，气体比重小，在气体中还有一部分大于100微米的液珠与消泡器碰撞掉下沉降到液面上，同时液面上的油泡碰撞在削泡器，使气体向上流动，完成了离心的初步气液分离 2.3碰撞分离 当离心分离出来的气体进入分离器上面除雾器，气体被迫绕流，由于油雾的密度大，在气体流速加快时，雾状液体惯性力增大，不能完全的随气流改变方向，而除雾器网状厚度300mm截面孔隙只有0.3mm小孔道，雾滴随气流提高速度，获得惯性能量，气体在除雾器中不断的改变方向，反复改变速度，就连续造成雾滴与结构表面碰撞并吸附在除雾器网上。吸附在除雾器网上油雾逐渐累起来，由大变小，沿结构垂直面流下，从而完成了碰撞分离。
1前言 分裂电抗器是限流电抗器的一种。它与普通的限流电抗器一样，是一个空心或无导磁材料的感抗线圈。在配电系统中安装此种电抗器，可以限制该系统回路发生故障时的短路电流，从而降低断路器的开断电流容量，保证断路器的正常开断。空心式分裂电抗器的特点是其电抗值不随流经电流的变化而变化。目前，电流从100A到 5 000A 用于户内装置的分裂电抗器一般采用干式空气自冷的绕包式结构。这种电抗器按其安装排列方式可分为三种：三相垂直排列、两垂一并排列和三相水平排列。用支柱绝缘子将各相之间及其与基础之间进行连接。用于垂直排列的电抗器，中间相线圈的绕向与其上下两相线圈相反，而三相水平排列的电抗器其绕向相同。分裂电抗器与普通限流电抗器仅在出线端上有所区别。普通电抗器只有两个出线端，分裂电抗器有三个出线端。由中间的出线端将整个线圈分为两个部分，并称之为分裂电抗器的两臂，这两臂的绕向相同，但两臂中_的电流方向是相反的。 设 n为分裂电抗器每一臂的自感电抗，为两臂间的互感电抗，其值为( ) 厂c为以分数表示的互感系数，它取决于分裂电抗器的结构形式，通常 .厂c=0.4-0.6。在理想运行情况下，分裂电抗器的两臂通过大小相等、方向相反的电流。运行中，分裂电抗器每臂中的实际电抗为，由于两臂中的电流产生的磁场量是相互减弱的，所
以，X = . n为负值，这样， n n n=(I ) ”= (0.4-0.6)X ，如每臂的电压降为，则 U=/X=(0.4～ 0.6)/XH。由此可以说明理想运行情况下，分裂电抗器每臂的电压降仅为普通电抗器电压降dx )的0.4-0.6 倍。当分裂电抗器的一臂发生短路故障时如图4 所示。这时，强大的短路电流，K只通过分裂电抗器的短路臂，而另一臂仍为原有的负载电流，其值与另一臂短路电流相比则显得很小，因此可忽略其对短路臂的互感影响，短路一臂的电抗仍可认为是。这样，分裂电抗器在正常运行中每臂的电压降比普通电抗器小 0.4-0.6倍;而短路时短路臂电抗仍为n ，起到了限制短路电流的作用，这正是分裂电抗器的一大优点。 3出口电压偏移 在应用分裂电抗器时，还应注意到其在正常状态和短路状态时的电压变动范围，如图5所示。由于电抗器的电阻很小，电压降主要是由电流的无功分量在电抗器的感抗中产生的，所以，当忽略电压降的有功分量时，母线 I上的出口电压 U 可写成： t= 。_、/3，、/3，2 = 将等代人上式得： Ul= (，。 Izpfc)： 100V 3 IH (Ilsi 一I2sin~zfc) 同理，对于母线Ⅱ上的出口电压有： U2= { (， 2sin ，lsin 式中 Q 分裂电抗器每臂的额定电抗百分数。厂一分裂电抗器每臂的自感电抗，Q . ～互感系数,fc=M/C L——分裂电抗器每臂的自感，H 一分裂电抗器两臂的互感，H 』厂分裂电抗器的额定电流，A ，，——母线 I的负载电流，A ，2.一母线Ⅱ的负