电抗器工作原理及作用

电抗器⼯作原理及作⽤

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内容简介

电抗器⼯作原理及作⽤⼀：电抗器在电⼒系统中的作⽤电抗器的分类⼆：三：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．

电抗器⼯作原理及作⽤

由于电⼒系统xx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xx的谐波较⾼时,就要⽤xx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xx5次及以上谐波;电抗率为12%～13 %滤波电抗器,⽤于抑制电⽹xx3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xx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xx电抗器和xx电抗器。xx电抗器主要⽤来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器xx或xx⽤来限制电⽹中的⾼次谐波。xx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xx电抗电抗器有改善电⼒系统⽆功功xx器的数量来调整运⾏电压。超⾼压

电抗器⼯作原理及作⽤

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xx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xx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电⽹中的电抗器电抗器的xx是⽤来吸收电缆线路的充电容性⽆功的。可以通过调整．电抗器⼯作原理及作⽤

数量来调整运⾏电压。超⾼压xx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。电抗器的分类⼆：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。然⽽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。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。xx于电⼒电路中，以限制短路电流的数值。②xx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。xx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。⽤以在三相电⽹的⼀相接地时供接于三相变压器的中性点与地之间，

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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xx，限制其短路电流。⑦起动电抗器。与电动

机xx，限制其起动电流。

三：详细介绍及选⽤⽅法

⼀、⼲式电抗器的种类与⽤途(1)

电抗器是重要的的电⼒设备，在电⼒系统中起补偿杂散容性电流、限制合闸涌流、限制短路电流、滤波、xx、启动、防雷、阻波等作⽤。根据电抗器的结构型式可分为空⼼电抗器、铁⼼电抗器与半⼼电抗器。补偿杂散容性电流的电抗器主要有xx电抗器与消弧线圈。xx电抗器

的作⽤是限制电⼒传输系统的⼯频电压升⾼现象，⼯频电压升⾼的原因在于空载长线的电容效应、不对称对地短路故障与突然甩负荷。消弧线圈通常应⽤在配电系统，它的作⽤是使得单相对地短路电流不能持续燃烧，导致电弧熄灭。消弧线圈通常具有调谐功能，可根据电⼒系统的杂散电容与脱谐度改变其电感值。

电抗器⼯作原理及作⽤xx电抗器或称阻尼电抗器的作⽤是限制合闸涌流。xx电抗器与电⼒

电容器xx使⽤，⽤于限制对电容器组合闸时的浪涌电流，通常选取

电容器组容量的6%。

限流电抗器是xx于电⼒系统之中，多⽤于发电机出线端或配电系统

的出线端，起限制短路电流的作⽤。为了与其他电⼒设备配合，其实际阻抗不能⼩于额定值。

滤波电抗器与电容器配合使⽤，构成LC谐振⽀路。针对特定次数的

谐波达到谐振，滤除电⼒系统中的有害次谐波。xx电抗器应⽤在直流系统中，起限制直流电流的脉动幅值作⽤。在

设计xx电抗器时须注意线圈中的电流是按电阻分布的，设计时最好

采⽤微分⽅程组计算。若按交流阻抗设计可能造成线圈出现过热现象，且阻抗值未必准确。

启动电抗器⽤于交流电动机启动时刻，限制电动机的启动电流，保护电动机正常运⾏。

防雷线圈通常⽤于变电站进出线上，减低侵⼊雷电波的陡度与幅值。阻波器与防雷线圈的应⽤场合相仿，线圈内装有避雷器与调协装置。⽤于阻碍电⼒线路中特定的通讯载波，便于将通讯载波提取出来，实

现电⼒载波的重要设备。

户外空⼼⼲式电抗器是20世纪80年代出现的新⼀代电抗器产品，如图1.1所⽰。它是利⽤环氧绕包技术将绕组完全xx，导线相互粘同时利⽤新的耐候材料喷吐于包封接⼤⼤的增加了绕组的机械强度。．电抗器⼯作原理及作⽤

的表⾯，使得产品能够满⾜在户外的苛刻条件下运⾏。包封间由撑条形成⽓道，包封间与包封内绕组多采⽤xx连接以便满⾜容量与散热的要求。为了满⾜各个xx⽀路电流合理分配的需要，采⽤分数匝来减少⽀路间的环流问题。为了能够形成分数匝，采⽤星形架作为绕组的出线xx。绕组的上下星架通过xx⽅式固定，固化后整个产品成为⼀个整体。这种结构的电抗器与传统⽅式的电抗器相⽐较具有可以直接⽤于户外、电感为线性、噪⾳⼩、防爆、使⽤维护⽅便等特点，因⽽对于某些此产品有可能正逐步取代其他形式的电抗器。

由于受到绕组结构的限制，户外空芯⼲式电抗器通常不适合电感量（>700mH）较⼤或电感较⼩(<0.08mH)但电流较⼤的场合，否则就会造成体积过于庞⼤或者⽀路电流极不平衡。在这两种极端条件下，需要适当改变线圈的绕线形式。此外，空⼼电抗器通常占地⾯积最⼤、对外漏磁最严重，这是这类电抗器的主要缺点。

⼲式铁⼼电抗器主要是由铁⼼和线圈组成的，如图1.2所⽰。⼲式铁⼼电抗器主要由铁⼼、线圈构成。铁⼼可分为铁⼼柱与铁轭两部分，铁⼼柱通常是由铁饼与⽓隙组成。线圈与铁⼼柱套装，并由端部垫块固定。铁⼼柱则由螺杆与上下铁轭夹件固定成整体。对于三相电抗器常采⽤三⼼柱结构，但对于三相不平衡运⾏条件下，需采⽤多⼼柱结

构，否则容易造成铁⼼磁饱和问题。⼲式铁⼼电抗器的线圈通常采⽤浇注、绕包与浸漆⽅式。由于铁磁介质的导磁率极⾼, ⽽且其磁带⽓隙故⽤在铁⼼电抗器中的铁⼼必须带⽓隙。, 化曲线是⾮线性的．

电抗器⼯作原理及作⽤

的铁⼼,其磁阻主要取决于⽓隙的尺⼨。由于⽓隙的磁化特性基本上是线性的, 所以铁⼼电抗器的电感值取决于⾃⾝线圈匝数以及线圈

和铁⼼⽓隙的尺⼨。由于⼲式铁⼼电抗器是将磁能主要存贮于铁⼼⽓隙当中，铁⼼相当于对磁路短路，相当于只有⽓隙总长度的空⼼线圈。因此铁⼼电抗器线圈的匝数较少，从⽽其体积较⼩。体积⼩，必然散热⾯积⼩，因此铁⼼电抗器的损耗较⼩。此外，由于铁⼼的存在，铁⼼电抗器的空间漏磁较⼩。

铁⼼电抗器磁场通过铁⼼与⽓隙构成回路，其电感值是否呈线形取决于铁⼼的磁场⼯作状态。当铁⼼出现磁饱和，则⽓隙内磁场将出现⾮线性变化，造成电感⾮线性。这是铁⼼类电抗器存在明显的不⾜之处。另外，铁⼼的磁滞伸缩引起的噪⾳问题，以及重量重、组装复杂、不能直接户外使⽤均是这类电抗器的缺点。⼆、产品型号含义

⼲式空⼼xx电抗器型号含义CK G K L --□ / □--□□

电抗器⼯作原理及作⽤

特殊使⽤环境

额定电抗率

系统额定电压(kV)

电抗器额定容量（kVar）

铝质材料（铜质材料不表⽰）空⼼

⼲式xx电抗器

⼲式空⼼xx电抗器型号含义BK G K L --□ / □

系统电压 (kV)

额定容量（kVar）

铝线

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空⼼

⼲式xx电抗器

⼲式空⼼限流电抗器型号含义CK G K L --□ -- □--□

电抗率

额定电流 (A)

系统电压 (kV)

铝线

空⼼

⼲式

限流电抗

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⼲式空⼼滤波电抗器型号含义LK G K L --□--□ / □--□

消除⾼次谐波次数

电抗器额定电感 (mH)

电抗器额定电流 (A)

系统额定电压 (kV)

铝线

空⼼