树脂绝缘干式铁芯电抗器与干式空心电抗器对比
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本文摘自再生资源回收-变宝网()浅谈:电抗器的分类及特点电抗器也叫电感器,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。
一、电抗器的分类按功能、按接法、按结构及冷却介质、按用途进行分类。
1、按功能:分为限流和补偿。
2、按接法:分为并联电抗器和串联电抗器。
3、按结构及冷却介质:分为空心式、铁心式、干式、油浸式等,例如:干式空心电抗器、干式铁心电抗器、油浸铁心电抗器、油浸空心电抗器、夹持式干式空心电抗器、绕包式干式空心电抗器、水泥电抗器等。
4、按用途:按具体用途细分,例如: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。
二、电抗器的特点1、该进线电抗器为三相,均为铁芯干式;2、外露部件均采取了防腐蚀处理,引出端子采用镀锡铜管端子;3、进线电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料,减少运行时的涡流发热现象;4、该进线电抗器与国内同类产品相比具有体积小、重量轻、外观美等优点,可与国外知名品牌相媲美;5、线圈采用H级漆包扁铜线绕制,排列紧密且均匀,外表不包绝缘层,且有极佳的美感且有较好的散热性能;6、铁芯采用优质低损耗进口冷轧硅钢片,气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔,以保证电抗器气隙在运行过程中不发生变化;7、进线电抗器的线圈和铁芯组装成一体后经过预烘→真空浸漆→热烘固化这一工艺流程,采用H级浸渍漆,使电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起,不但大大减小了运行时的噪音,而且具有极高的耐热等级,可确保电抗器在高温下亦能安全地无噪音地运。
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第一章 概述平波电抗器是高压直流输电工程中的主设备之一,对于限制逆变侧电压崩溃 时的过电流、平抑传输直流电流中的纹波和防止沿直流线路入侵到换流站的过电 压对换流阀绝缘的影响及保持低负荷工况下直流电流不间断等具有重要的作用。
平波电抗器具有绝缘可靠、特性好、重量轻、结构简单、使用维修方便等诸多优 点,在高压直流输电工程中得到广泛应用。
早期,我国±500kV 超高压直流输电工程采用的平波电抗器均从国外引进, 随着我国±800kV 特高压直流输电工程建设的不断开展和本土高压设备厂家研发 能力的提升,作为高压直流输电系统关键主设备之一的平波电抗器,±800kV 平 波电抗器的研制在国内外无成熟技术和成功经验背景下实现完全自主化,世界首 台±800kV 特高压直流干式平波电抗器研制成功,并在某±800kV 特高压直流输 电示范工程中得到应用。
随着输电工程电压等级的不断提高,电力负荷的不断提升,电磁环境日益成 为社会和民众关心的重点,与电抗器相关的磁场计算、磁场测量以及磁场屏蔽研 究逐步深入。
当今数值计算方法的蓬勃发展和计算硬件性能的快速提升,围绕平 波电抗器的研究工作日益细化、不断深入。
然而,涉及特高压±800kV 平波电抗 器的理论与设计、计算与试验、运行及维护、改进及评估等方面的综合研究亟待 解决。
本书以某±800kV 特高压直流输电工程为研究背景,围绕特高压±800kV 平 波电抗器运行展开深入研究,研究范畴包括平波电抗器五个方面:特高压直流平 波电抗器理论研究、特高压直流平波电抗器试验测量方法分析、特高压直流平波 电抗器仿真研究、特高压直流平波电抗器运行维护研究和特高压直流平波电抗器 改进研究及效果评估。
本书的五部分内容全面涵盖了研发、设计、运行、维护和 改进等各个方面,各部分内容简述如下:研究内容一:特高压直流平波电抗器理论研究。
电抗器的用途
佚名
【期刊名称】《农村电工》
【年(卷),期】2011(0)4
【摘要】编辑同志:请问电抗器有什么用途?
【总页数】1页(P50-50)
【关键词】电抗器;用途;电力网;无导磁材料
【正文语种】中文
【中图分类】TM47;TM727
【相关文献】
1.相间并联电抗器与可控电抗器共同抑制潜供电流方法研究 [J], 马淋淋;梁艳萍
2.浅述线路电抗器的作用及电抗器与变压器的不同 [J], 王辉
3.干式空心并联电抗器与油浸式铁芯并联电抗器比较分析 [J], 杨国锋
4.500kV线路高压电抗器中性点小电抗器计算方法分析 [J], 蔡舒
5.干式磁屏蔽电抗器与干式空心电抗器的性能比较 [J], 黄柳艳
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电抗器的分类及选用电抗器被称作电感器,电抗器可以把电能通过自身变成磁能,并且会将能量储存起来,电抗器还可以控制电流的增减变化,那么你对电抗器的分类和选用知道多少呢?本文主要详细的介绍电抗器的分类和如何选用合适的电抗器,一起来了解一下。
电抗器的分类电抗器依靠线圈的感抗起阻碍电流变化作用的电器。
电抗器可按用途、按有无铁心和按绝缘结构分类。
1、按用途分为7种①限流电抗器:串联在电力电路中,用来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,用来防止输电线由于距离很长而引起的工频电压过分升高,作无功补偿用。
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,用来阻挡载波信号,使之进入接收设备,以完成通信的作用。
④消弧电抗器:又称消弧线圈,接在三相变压器的中性点和地之间,用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流,来补偿流过接地点的电容性电流,使电弧不易持续起燃,从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。
⑤滤波电抗器:用于两个方面,一是用于减小整流电路中直流电流上纹波的幅值;二是和电容器构成对某种频率能发生共振的电路,用以消除电力电路某次谐波的电压或电流。
⑥电炉电抗器:和电炉变压器串联,用来限制变压器的短路电流。
⑦启动电抗器:与电动机串联,用来限制电动机的启动电流。
2、按有无铁心可分为2种①空心式电抗器:线圈中无铁心,其磁通全部经空气闭合。
②铁心式电抗器:其磁通全部或大部分经铁心闭合。
铁心式电抗器工作在铁心饱和状态时,其电感值大大减少,利用这一特性制成的电抗器叫饱和式电抗器。
3、按绝缘结构又可分为2种①干式电抗器:其线圈敞露在空气中,以纸板、木材、层压绝缘板、水泥等固体绝缘材料作为对地绝缘和匝间绝缘。
②油浸式电抗器:其线圈装在油箱中,以纸、纸板和变压器油作为对地绝缘和匝间绝缘。
在高压补偿装置中一般都装设有串联电抗器,它的作用主要有两点:一是限制合闸涌流,使其不超过额定电流的20倍;二是抑制供电系统的高次谐波,用来保护电容器。
干式铁芯电抗器结构设计发表时间:2017-01-21T16:22:36.337Z 来源:《电力设备》2016年第22期作者:田民生[导读] 在供电量越来越大的今天,高质量和低耗能的电抗器成为电力系统和大型厂矿企业的“宠儿”。
(西安中扬电气股份有限公司 710077)摘要:在供电量越来越大的今天,高质量和低耗能的电抗器成为电力系统和大型厂矿企业的“宠儿”,干式铁芯电抗器就是其中一种,本文通过相关资料和调查详细介绍了干式铁芯电抗器的分类和作用,分别其并联抗电器和串联抗电器两种分类产品的结构设计,希望能增强大家对干式铁芯电抗器的了解程度,对电抗器的发展有所裨益。
关键词:干式铁芯电抗器;分类;结构设计电能已经是我们生活中必不可少的能源之一,甚至和各种高科技产品息息相关,在这种情况下各种电器元件也成为我们关注的重点,空心电抗器、铁芯电抗器等都得到了巨大的发展,为我们的日常生活带来了便利。
一、干式铁芯电抗器电抗器是指在电路担当阻抗作用的元件,包括空心电抗器和铁芯电抗器,前者是螺线管状的导线,后者还需要在螺线管中放入铁芯以增大电感,近年来,铁芯电抗器具有非常好的发展态势,主要是因为其噪音低、损耗低,拥有良好的电气性能,占地小,无油,安装简单,且成本较低,但是与空气电抗器相比还有一些缺点,抗噪和电抗值线性度还有发展的空间。
干式铁芯电抗器主要分为并联式电抗器和串联式电抗器两种,前者的作用是补偿线路电容性充电电流,通过规定系统工频电压升高程度和操作过电压范围来控制电流,以此减少系统绝缘性,促使线路安全运转;后者需要放置于电容器回路中,当电容器投入时可以达到限制冲击电流的目的,还能与电容器组形成谐波回路,对某些谐波进行滤波;两种干式铁芯电抗器在作用部位和作用上都有所不同,各有所长,因此在结构设计上也存在差异,下文将分别对其介绍。
[1]二、并联式电抗器结构设计干式铁芯并联电抗器作为一种静态补偿设备已经在各地的电网改造中得到应用,在绕组的绝缘性、温升计算和抗噪方面还存在一些难题,下面介绍此种电抗器的设计要点。
干式空心电抗器匝间绝缘检测原理及试验的分析摘要:干式空心电抗器在电力系统中广泛应用,与其它电气设备一样,其在实际运行过程中存在较多事故。
匝间绝缘性能对干式空心电抗器的使用和运行具有重要影响,绝缘一旦出现问题,即会引发短路、电抗器烧毁等故障,造成严重损失,因此对干式空心电抗器匝间绝缘的检测原理与试验进行分析具有重要的现实意义。
本文阐述干式空心电抗器的基本特点与工作原理,并重点对匝间绝缘进行介绍,从检测方法与检测绝缘两方面对其检测原理进行研究,进而对检测试验进行设计与分析,以期为其检测方法与设备的优化提供参考。
关键词:电抗器;干式空心;匝间绝缘;检测;原理;试验针对干式空心电抗器匝间绝缘的检测,国外已研究生产出专门的检测设备,但其造价较高不能在国内厂商中广泛应用与推广。
对其检测原理与试验的研究需结合国外的成功经验并借鉴其它电气设备绝缘检测的方法进行分析和总结。
一、概述对干式空心电抗器与匝间绝缘的特点与原理的深入理解,是研究其检测方法与原理的基础。
(一)干式空心电抗器电抗器凭借其电感特性广泛应用于电力系统中,在系统中发挥着无功补偿、限流、阻尼、移向、稳流的作用。
与传统的油浸式铁芯电抗器相比,干式空心电抗器具有体积小、重量轻、结构简单、损耗低、线性小、维护方便等优点,如上性能优势来源于其结构特点。
干式空心电抗器最大的特点是没有铁芯,具有多并联支路结构,以空气作为磁介质,磁回路无限制。
其结构上具有以下特点:一、股间电压均衡排列。
绕组采用高性能铜线或铝线,绕制保证支路匝数固定。
二、运行可靠。
并联连接不同半径支路,层间电压低,同等部位电压相似,稳定的电场分部增强绕组运行的可靠性。
三、机械强度大。
以环氧树脂玻璃纤维作为绕包材料,以绝缘子为底座、以非磁性端部星架为夹持,通过干燥浸胶与玻璃纤维拉紧,使电抗器成为刚性整体。
四、绕组由多个封包构成,封包由多并联支路组成,包封间留有空隙,保证电抗器散热性能。
五、环境限制。
干式变压器绝缘材料选择参考
第一,环氧树脂
环氧树脂是一种常用的绝缘材料,具有较高的绝缘性能和机械强度,
能够满足干式变压器的绝缘要求。
同时,环氧树脂还具有优良的耐温性能,在高温环境下仍能保持稳定的绝缘性能。
此外,环氧树脂还具有较好的耐
湿性能,不易吸湿或受潮导致绝缘性能下降。
因此,环氧树脂是干式变压
器绝缘材料选择中的一种重要参考。
第二,酚醛树脂
酚醛树脂是一种强度高、耐磨损、耐击穿的绝缘材料,被广泛应用于
干式变压器的绝缘系统中。
酚醛树脂具有较好的耐温性能,能够在高温下
保持稳定的绝缘性能。
此外,酚醛树脂还具有优良的耐化学性能和机械性能,在恶劣的环境下能够保持稳定的绝缘性能。
第三,聚酰亚胺
聚酰亚胺具有优异的耐高温性能,能够在高温下保持稳定的绝缘性能。
聚酰亚胺还具有较好的耐化学性能和机械强度,能够抵抗各种恶劣环境下
的腐蚀和磨损。
此外,聚酰亚胺还具有优良的电气性能和阻燃性能,在干
式变压器的绝缘系统中应用广泛。
第四,氨基树脂
氨基树脂是一种具有良好电绝缘和机械性能的绝缘材料,能够满足干
式变压器的绝缘要求。
氨基树脂具有较高的绝缘强度,能够抵抗高电压和
电弧击穿的影响。
此外,氨基树脂还具有较好的耐湿性能,在潮湿环境下
仍能保持稳定的绝缘性能。
除了上述几种常见的绝缘材料,还可以根据具体的变压器设计要求选择其他适合的绝缘材料,如氧化铝陶瓷、聚四氟乙烯等。
绝缘材料的选择应根据干式变压器的工作条件、产品要求以及成本等因素进行综合考虑,确保绝缘材料能够满足变压器的性能和可靠性要求。
干式电抗器设计原理及其材料高压电器产品设计包含这多方面的学科的内容,仅就变压器(电抗器)而言,就包含《电路分析》、电磁学、高电压绝缘、电工材料等门内容。
具体到每个产品,我们在设计时还应同时考虑到工艺、材料、成本等问题,它们之间相互依存、相互作用,产品设计时不能只单独来考虑其中一个或两个。
由于水平有限,本次讲座不能具体到产品设计的每个细节,只能就设计过程中必须的一些基本原理和关键工艺和材料给大家做一个简要的介绍。
不需要大家都记住,只要大家知道这些概念,以后在设计或生产服务是能知道他们,并有目的的去寻找有关资料就可以了。
一、基本电磁原理概述电抗器是由于它的电感而被电力系统应用的高压电器。
它属于特种变压器范畴,其区别于一般变压器的方面在于它通常只有一个励磁线圈,在有励磁电流通过时能产生一定电抗。
但是,其在电磁分析原理方面还是同变压器基本一致。
变压器在学科中包含在《电机学》这门课程里,这门课主要分成两部分内容,其一是在静态情况下的能量转换和传递——变压器。
其二是在动态情况下的能量转换——电动机和发电机。
变压器中只有感生电动势,没有动生电动势。
而电动机和发电机中则既有感生电动势又有动生电动势。
场是物质构成的一种基本形态,在自然界中有着各种各样的场,其中与变压器和电抗器有关的场有:1、电场——电气绝缘2、磁场——磁路3、温度场??——损耗和温升4、音场——噪音这些场的存在对各种电器产品的性能和质量产生极大的影响,所以,我们在产品设计时往往是围绕它们在进行的。
只有了解这些场的基本性质才能在电器结构设计中将各种材料合理地组合起来。
一)电场1.1 静电场:通常把不随时间变化的电场称为静电场。
对高压电器产品而言,无论在工频还是在冲击电压时,其各处的电磁场变化均可认为仅比例于外加电压而变化,其电场分布是相似的,完全可以作为静电场来处理。
1.2 电位与电场强度电位是指静电场中在电荷作用下各点所具有的位能,它由库伦定律决定。
树脂式干式变压器分类树脂式干式变压器以树脂作为绝缘材料,使用的树脂有环氧树脂和聚酯树脂等,绝大多数干式变压器使用的都是环氧树脂。
环氧树脂具有比空气和变压器油高得多的绝缘强度,化学性能稳定,防潮防尘,且难燃、阻燃并能自行熄灭,相宜于制造干式变压器。
树脂式干式变压器包括环氧树脂浇注式、环氧树脂缠绕(绕包)式、树脂真空压力浸渍式等几种类型。
1.环氧树脂浇注式将绕组放到专用的模具内,用环氧树脂在真空状态下进行浇注,并在肯定温度下固化而形成环氧树脂浇注式干式变压器。
环氧树脂将绕组包覆起来,绕组不暴露于空气中,而铁芯及其他部件等均处在空气中。
环氧树脂浇注式干式变压器本身主要依靠固体绝缘,因而长期运行时应特殊留意防止由于浇注体内部消失空穴和发生开裂而引起局部放电,局部放电将加速绝缘的老化并导致击穿电压的下降。
早期的环氧树脂浇注式干式变压器,常在环氧树脂内加石英粉作为填料,树脂层的厚度一般为6mm,甚至达15mm,故称为厚绝缘。
由于环氧树脂和绕组的热膨胀系数不同,变压器运行时,会因发热导致环氧树脂浇注层开裂,甚至引起局部放电。
现在所生产的环氧树脂浇注式干式变压器基本上都采纳了薄绝缘结构,其凹凸压绕组导体都被用玻璃纤维增加的薄层树脂包封,绕组和树脂经去湿脱气处理,清除水分和气体。
使用玻璃纤维增加提高了树脂包封层的机械强度,该薄绝缘层厚度仅2mm左右,使绕组散热性能好,而且这层薄树脂富有弹性,可随绕组一起膨胀或收缩,不会因温度骤变而开裂。
薄绝缘树脂浇注式干式变压器也可在环氧树脂内加石英粉作为填料,这时绝缘层厚度略有增加。
由于环氧树脂比石英粉价格高,加填料后整体树脂用量削减,使变压器的制造成本降低,但加填料浇注对工艺要求较高。
环氧树脂浇注式干式变压器的绕组整体浇注而成,并经加热固化成型,机械强度很高,耐短路力量强,很少因短路而损坏;绝缘强度高,耐受冲击过电压性能好;运行损耗低;防潮、防尘、耐腐蚀,能够在高污秽、高温、潮湿等恶劣环境下工作;不需吊芯检修,投入前无需预热,运行维护工作量小;噪声小,没有爆炸的危急;体积小,质量轻,生产过程中不污染环境,环氧树脂能被回收和再利用,环保性能好。
树脂绝缘干式铁芯电抗器与干式空心电抗器对比作者:马文盛来源:《神州》2012年第18期【摘要】树脂绝缘干式铁芯电抗器与树脂绝缘空心电抗器是在电力系统中经常应用的必不可少的设备之一,可是,我们对树脂绝缘干式铁芯电抗器和空心电抗器具体应用在什么地方却不是非常明确,对电抗器的损耗和经济性了解不是很多,在设计和先期投资中只考虑了经济性,而忽略了在寿命期内的损耗差异很大,造成不必要的浪费。
本文就是从设计、结构、经济、制造工艺、主要性能参数、安全性、可靠性、应用场合等方面,结合我多年实际运行工作取得的经验,阐述两种电抗器的不同,为电抗器用户选型提供一些参考。
【关键词】铁芯电抗器;空心电抗器;结构;工艺;损耗;对比;可靠性【中图分类号】TM406 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5071(2012)06-0023-02在电力系统高速发展的今天,电力电抗器是稳定系统、保护和调节电网必不可少的设备之一,被广泛的应用。
随着35kV及以下电压等级的城市电网对安全性的要求越来越高,干式电抗器由于不含油,通过玻璃纤维等难燃材料加强、经环氧树脂固化在线圈绕组上,成为一次成型产品,其特点为免维护、防火难燃、可靠性高、没有污染,使用寿命到期后可回收重复使用,完全取代了维护量大,绝缘水平低、高损耗的水泥电抗器和易燃的油浸式电抗器。
被广泛应用在大型工矿企业、变电所、风电厂等用电负荷中心。
在树脂绝缘干式电抗器中,树脂绝缘干式铁芯电抗器(以下简称“铁芯电抗器”)与树脂绝缘干式空心电抗器(以下简称“空心电抗器”)的性能有较大差异,本文就此通过以下几个方面进行一些对比说明,希望能给广大的用户提供一些参考。
电抗器是一种电感性元件,按照铁芯结构分类,可分为两种:壳式电抗器和芯式电抗器。
按照相数分类,可分为单相或三相两种。
按照用途分类,主要包括并联电抗器、串联电抗器、限流电抗器、滤波电抗器、阻尼电抗器、平波电抗器、消弧线圈及其它特殊用途的电抗器。
铁芯电抗器主要用于除限流电抗器以外的其它类型电抗器。
空心电抗器主要应用于除消弧线圈以外的其它类型电抗器。
1 电抗器的结构和制造工艺铁芯电抗器,是以闭合铁芯为磁路,绝缘结构和外壳结构与变压器相似,但内部结构不同,变压器的一次绕组和二次绕组,铁芯磁路中没有气隙,而电抗器只有一个励磁线圈,铁轭通常为“E”或“一”字型,铁芯由若干铁芯饼和气隙材料间隔交错垒叠,然后在真空条件下使用树脂浇注成一整体。
硅钢片多选用0.3mm和0.27mm厚的优质冷轧硅钢片,线圈一般使用铜线绕制,树脂大多选用进口材料,其结构如图1。
铁芯电抗器的线圈与干式变压器的线圈的制作工艺大致相同,线圈绕制需要无尘车间和真空浇注设备。
芯柱由多个气隙分成均匀小段,但在铁芯内部有较多气隙,在气隙周边有的磁场存在边缘效应,在设计中对线圈结构有特殊要求。
如果设计不合理会产生较大的附加损耗,导致局部温度上升,甚至会影响到产品的安全性和使用寿命。
因此需要在设计时对磁场分布进行分析,然后调整单个气隙的长度和放置位置,避免局部温升过高。
同时适当降低单根导线的截面也能减少附加损耗,也可使用换位导线,但会增加制造的成本。
空心电抗器,早期产品为水泥电抗器,由于其绝缘等级低,损耗大,易开裂等问题,现已很少使用。
目前空心电抗器多为高强度的玻璃纤维加环氧树脂组成的绝缘固化成型结构,只有一个单独的经环氧树脂浸泽的线圈,线圈一般为小截面线规,多包封,多并联支路结构,其磁路为空气。
线圈各包封之间用环氧引拔条间隔形成风道,线圈的上下端使用由铝排焊接的星型架定位,起导电作用兼做进出线母排。
其结构如图2。
线圈一般为铝线绕组,大多数企业选用国产树脂,仅个别企业制造大型并抗时,仍使用优质的进口树脂。
绕组主要有两种制作工艺,一种是立绕,线圈模具竖直放置,一边绕线一边刷树脂,然后加热固化。
另一种是卧绕,线圈模具横向放置,先绕制线圈胚,然后把线圈胚放入盛有树脂的槽中不停的滚动浸泽,直至完全浸透,然后放入固化炉,一边旋转一边固化。
从制作工艺分析,卧绕生产周期长,工序较复杂,需要大型的翻转设备、较大的烘炉。
但卧绕的电抗器线圈中树脂的渗透性好,树脂填充较密实,气泡少且小,不存在固化时树脂流淌问题。
铁芯电抗器的线圈制造工艺要求较高,制造工艺与干式变压器基本相同,没有太大差别,尤其是真空浇注控制了线圈内气泡数量的产生。
电抗器的紧固件、夹件等采用非磁性材料,确保电抗器具有较高的品质因数和较低的温升,确保具有较好的运行效果。
局放可以做到小于10PC。
空心电抗器的线圈在常温、常压下浸泡在绝缘树脂中,容易在线圈绕制内部有气泡产生。
但是由于空心电抗器的线圈绕组为并联结构,层间电压可忽略不计,只存在较小的匝间电压,线圈中气泡对局部放电不会造成严重后果。
而立绕线圈在固化时,如果树脂流淌问题严重,线圈顶部绝缘材料中树脂含量严重不足,将会导致线圈上部绝缘强度不足,绝缘材料老化加速,造成严重后果。
2 经济对比空心电抗器三相比单相所用的原料和成本少,节省材料,附属设备简单,价格便宜。
由于空心电抗器以空气为导磁介质,其磁场散发,易产生环流损耗,而铁芯电抗器以硅钢片为导磁介质,磁场集中,漏磁小,常规产品铁芯电抗器的损耗要比同容量空心电抗器损耗小,大概在1/3左右。
而产品的价格铁芯电抗器要比空心电抗器要贵一些。
现列举一些串联电抗器的典型容量产品国家规定损耗值的对比。
经济对比假设每度电费0.40元,电抗器一年工作320天,每天工作14小时,以使用寿命同为20年考虑:由此可见,在经济性方面,铁芯电抗器要比空心电抗器经济很多。
3 电抗值铁芯电抗器的主磁路由导磁率较高的硅钢片材料构成,当磁密较高时铁芯会饱和并导致电抗值变小;因此在合闸涌流冲击时,其实际电抗值往往比额定值减少很多。
国产铁芯电抗器在合闸涌流作用下电抗值只有额定电抗值的30%-60%。
额定电压和额定频率下电抗允许偏差不超过±5%。
每相与三相平均值之差不大于±2%。
空心电抗器的主磁路由空气构成,没有饱和现象,电抗值不发生变化。
如果对电抗值稳定性要求较高,应采用空心电抗器,如限流电抗器产品。
如果选用铁芯电抗器,必须保证铁芯电抗器在系统短路时阻抗值较高,在制造过程中会增加材料,铁芯电抗器才能不完全饱和。
与同容量的空心电抗器相比,成本上升,浪费材料,造价高。
4 安装环境铁芯电抗器安装简单,占地面积较小,对周围环境没有太大影响,适用于高层建筑、负荷中心、人员密集和安全性能要求较高的场所。
铁芯电抗器适合安装在户内,如安装在户外可加外壳。
空心电抗器每相一台,每组三台,占地面积大,每相四周还要保持不于1.5倍直径距离的空间,以防止磁漏污染,如品字摆放占地面积一般为铁芯产品的3~5倍。
5 噪声影响铁芯电抗器的铁芯柱一般是多个铁芯饼和间隙交替组成的,硅钢片的磁致伸缩引起的铁芯振动,铁饼之间、铁饼与上下铁轭之间在交流电的作用下产生周期性的振动,使铁芯产品较空心产品的噪音高出很多。
经过多年来的深入研究,主要是磁密选取比同容量变压器要低一些就能够降低铁芯电抗器的噪声。
目前生产的单台容量小于10000kvar的铁芯电抗器噪声都能够控制在60dB以下,减少噪声污染。
空心电抗器是一个经树脂浸润,后整体固化的线圈,由于没有铁芯、连接部件少、结构整体性好,因此噪声比同容量的铁芯产品要低。
6 磁污染铁芯电抗器,铁芯结构采用强力压紧措施,磁力线被密闭在铁芯闭合回路中,漏磁少,对周围不会产生电磁污染,不会影响其它设备的正常工作。
空心电抗器,线圈磁力线经空间形成一个闭合回路,设备本体周围存在强磁场,电磁污染近距离较强。
按照设计规范、管理规定,在距离电抗器中心为2倍直径的周边及垂直位置内,不得有金属环存在,电抗器中心对侧面的铁磁性构件距离,不宜小于电抗器直径的1.1倍,电抗器相互之间的中心距离,不宜小于电抗器直径的1.7倍。
由于空心电抗器对外界磁场干扰严重,尤其对计算机监控和继电保护等电气二次弱电设备影响较大,尽量远离居民区,高层建筑,特别是电子产品使用较多的控制中心。
7 维护铁芯电抗器,安装简便,产品维护量较少,基本免维护,长期不用,再次投运时,只需清理一下表面的灰尘即可,表面没有受损即可投运。
空心电抗器,由于有漏磁现象,一般安装于户外,户外产品由于长时间的日晒雨淋,个别产品会出现油漆脱落,表面绝缘易老化,影响到本体绝缘,容易出现匝间击穿短路故障,有时需要重新涂刷防护漆(每三至五年需涂刷一次防紫外线憎水性RTV有机硅涂料),相对铁芯电抗器维护成本较高。
8 常见故障铁芯电抗器运行中发生的故障多为交流电引起的振动,造成各紧固件松动发出噪声,一般只需对紧固件进行必要的检查,更换绝缘垫片,重新加固。
还有铁芯电抗器在制造过程中,气隙分布不合理,各紧固件夹紧力度不均匀,材料选择不匹配等,容易出现局部温升过高,甚至出现烧损的现象。
空心电抗器运行中发生的故障主要是在制造过程中线圈绝缘密封不好、不均匀,层间和匝间绝缘被击穿,造成匝间短路。
其主要原因是由于材料选择不当,各部件接触不良,形成局部温升过高,产生电弧放电,绝缘损坏被击穿;线圈被雨淋时包封表面爬电、系统过电压等。
9 其它铁芯电抗器一般是同容量空心电抗器重量的2.5倍以上,由于本体结构、绝缘材料和导线材料的选取不同,价格大约是2.5~3.5倍,但使用寿命要比空心电抗器长很多。
铁芯电抗器一般只能做到35kV电压等级,如果再做到更高的电压等级,则成本将会增加很多,性价比不高。
空心电抗器为多支路并联结构,不受空间和体积的影响,增加线圈高度,增大容量,或采用多线圈串联分级绝缘结构,将空心电抗器做到110kV及以上电压等级。
10 结束语电抗器的电磁计算、结构设计较简单,生产厂家较多。
但在如何避免局部温升过高,铁芯电抗器噪声控制技术,磁场分布分析等方面需要特殊的仿真软件、设计方法与工艺处理。
而一般的小型企业此方面的工艺制造经验和设计分析能力不足,虽然产品的外观与正规企业的区别不大,但其内在设计和材料选用的质量却无法保证,因此建议尽量选用有较多生产经验的大型名牌企业。