電抗器的作用

電抗器的作用及接線方式電抗器分類電抗器分類：按結(jié)構(gòu)及冷卻介質(zhì)、按接法、按功能、按用途進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)及冷卻介質(zhì)：分為空心式、鐵心式、干式、油浸式等，例如干式空心電抗器、干式鐵心電抗器、油浸鐵心電抗器、油浸空心電抗器、夾持式干式空心電抗器、繞包式干式空心電抗器、水泥電抗器等。按接法：分為并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器。按功能：分為限流和補(bǔ)償。按用途：按具體用途細(xì)分，例如限流電抗器、濾波電抗器、平波電抗器、功率因數(shù)補(bǔ)償電抗器、串聯(lián)電抗器、平衡電抗器、接地電抗器、消弧線圈、進(jìn)線電抗器、出線電抗器、飽和電抗器、自飽和電抗器、可變電抗器（可調(diào)電抗器、可控電抗器）、軛流電抗器、串聯(lián)諧振電抗器、并聯(lián)諧振電抗器等。電抗器作為無(wú)功補(bǔ)償手段，在電力系統(tǒng)中是不可缺少的。并聯(lián)電抗器：發(fā)電機(jī)滿負(fù)載試驗(yàn)用的電抗器是并聯(lián)電抗器的雛型。鐵心式電抗器由于分段鐵心餅之間存在著交變磁場(chǎng)的吸引力，因此噪音一般要比同容量變壓器高出10dB左右。限流電抗器：限流電抗器一般用于配電線路。從同一母線引出的分支饋線上往往串有限流電抗器，以限制饋線的短路電流，并維持母線電壓，不致因饋線短路而致過(guò)低。阻尼電抗器（通常也稱串聯(lián)電抗器）與電容器組或密集型電容器相串聯(lián)，用以限制電容器的合閘涌流。這一點(diǎn)，作用與限流電抗器相類似濾波電抗器濾波電抗器與濾波電容器串聯(lián)組成諧振濾波器，一般用于3次至17次的諧振濾波或更高次的高通濾波。直流輸電線路的換流站、相控型靜止補(bǔ)償裝置、中大型整流裝置、電氣化鐵道，以至于所有大功率晶閘管控制的電力電子電路都是諧波電流源，必須加以濾除，不讓其進(jìn)入系統(tǒng)。電力部門對(duì)于電力系統(tǒng)中的諧波有具體規(guī)定。消弧線圈：消弧線圈廣泛用于l0kV-6kV級(jí)的諧振接地系統(tǒng)。由于變電所的無(wú)油化傾向，因此35kV以下的消弧線圈現(xiàn)很多是干式澆注型。平波電抗器：平波電抗器用于整流以后的直流回路中。整流電路的脈波數(shù)總是有限的，在輸出的整直電壓中總是有紋波的。這種紋波往往是有害的，需要由平波電抗器加以抑制。直流輸電的換流站都裝有平波電抗器，使輸出的直流接近于理想直流。直流供電的晶閘管電氣傳動(dòng)中，平波電抗器也是不可少的。直流控制的飽和電抗器：串在電路中的扼流式或自飽和飽和電抗器，在電壓正弦波的周期內(nèi)，飽和電抗器在飽和前吸收了一定的伏-秒，達(dá)到飽和，以后就呈全開(kāi)放狀態(tài)。因此其輸出電壓是非正弦的，這種飽和電抗器的作用與晶閘管相似。電氣回路的主要組成部分有電阻、電容和電感.電感具有抑制電流變化的作用,并能使交流電移相.把具有電感作用的繞線式的靜止感應(yīng)裝置稱為電抗器。電抗器概念電抗器也叫電感器，一個(gè)導(dǎo)體通電時(shí)就會(huì)在其所占據(jù)的一定空間范圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，所以所有能載流的電導(dǎo)體都有一般意義上的感性。然而通電長(zhǎng)直導(dǎo)體的電感較小，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不強(qiáng)，因此實(shí)際的電抗器是導(dǎo)線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；有時(shí)為了讓這只螺線管具有更大的電感，便在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器。電抗分為感抗和容抗，比較科學(xué)的歸類是感抗器（電感器）和容抗器（電容器）統(tǒng)稱為電抗器，然而由于過(guò)去先有了電感器，并且被稱謂電抗器，所以現(xiàn)在人們所說(shuō)的電容器就是容抗器，而電抗器專指電感器。電抗器使用壽命的分析電抗器［1］在額定負(fù)載下長(zhǎng)期正常運(yùn)行的時(shí)間，就是電抗器的使用壽命。電抗器使用壽命由制造它的材料所決定。制造電抗器的材料有金屬材料和絕緣材料兩大類。金屬材料耐高溫，而絕緣材料長(zhǎng)期在較高的溫度、電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下，會(huì)逐漸失去原有的力學(xué)性能和絕緣性能，例如變脆、機(jī)械強(qiáng)度減弱、電擊穿。這個(gè)漸變的過(guò)程就是絕緣材料的老化。溫度愈高，絕緣材料的力學(xué)性能和絕緣性能減弱得越快；絕緣材料含水分愈多，老化也愈快。電抗器中的絕緣材料要承受電抗器運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)荷和周圍環(huán)境的作用，這些負(fù)荷的總和、強(qiáng)度和作用時(shí)間決定絕緣材料的使用壽命。電抗器的作用電力系統(tǒng)中所采取的電抗器常見(jiàn)的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來(lái)限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來(lái)限制電網(wǎng)中的高次諧波。220kV、110kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來(lái)吸收電纜線路的充電容性無(wú)功的?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來(lái)調(diào)整運(yùn)行電壓。超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無(wú)功功率有關(guān)運(yùn)行狀況的多種功能，主要包括：（1）輕空載或輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng)，以降低工頻暫態(tài)過(guò)電壓。（2）改善長(zhǎng)輸電線路上的電壓分布。（3）使輕負(fù)荷時(shí)線路中的無(wú)功功率盡可能就地平衡，防止無(wú)功功率不合理流動(dòng)同時(shí)也減輕了線路上的功率損失。（4）在大機(jī)組與系統(tǒng)并列時(shí)降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機(jī)同期并列。（5）防止發(fā)電機(jī)帶長(zhǎng)線路可能出現(xiàn)的自勵(lì)磁諧振現(xiàn)象。（6）當(dāng)采用電抗器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地裝置時(shí)，還可用小電抗器補(bǔ)償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動(dòng)熄滅，便于采用。電抗器的接線分串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。串聯(lián)電抗器通常起限流作用，并聯(lián)電抗器經(jīng)常用于無(wú)功補(bǔ)償。目前主要用于無(wú)功補(bǔ)償和濾波．1.半芯干式并聯(lián)電抗器：在超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中，連接于變壓器的三次線圈上。用于補(bǔ)償線路的電容性充電電流，限制系統(tǒng)電壓升高和操作過(guò)電壓，保證線路可靠運(yùn)行。2.半芯干式串聯(lián)電抗器：安裝在電容器回路中，在電容器回路投入時(shí)起中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)并聯(lián)電容器用串聯(lián)電抗器設(shè)計(jì)選擇標(biāo)準(zhǔn)CECS32-91主編單位：能源部西南電力設(shè)計(jì)院河北省電力工業(yè)局批準(zhǔn)單位：中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)批準(zhǔn)日期：1991年12月27日第一章總則第1.0.1條并聯(lián)電容器用串聯(lián)電抗器（以下簡(jiǎn)稱電抗器）的設(shè)計(jì)選擇必須執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)條件、諧波水平、自然環(huán)境等，合理地選擇其技術(shù)參數(shù)，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。第1.0.2條本標(biāo)準(zhǔn)適用于變電所和配電所中新建或擴(kuò)建的6?63KV并聯(lián)電容器裝置中電抗器的設(shè)計(jì)選擇。第1.0.3條本標(biāo)準(zhǔn)所指電抗器是串聯(lián)于高壓并聯(lián)電容器回路中的電抗器，該電抗器用于限制合閘涌流，減輕電網(wǎng)電壓波形畸變和防止發(fā)生系統(tǒng)諧波諧振。第1.0.4條電抗器的設(shè)計(jì)選擇，除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。第二章環(huán)境條件第2.0.1條電抗器的基本使用條件：一、 安裝場(chǎng)所：戶外或戶內(nèi)；二、 環(huán)境溫度：一40°C?+40°C；—25°C?+45°C；三、 海拔：不超過(guò)1000m；四、 相對(duì)濕度：對(duì)于戶內(nèi)電抗器月平均相對(duì)濕度不超過(guò)90%，日平均不超過(guò)95%；五、 地震裂度：設(shè)計(jì)地震基本裂度為8度；即水平加速度0.3g，垂直加速度0.15g；六、 戶外式最大風(fēng)速為35m/s；七、 電抗器的外絕緣泄漏比距不應(yīng)小于2.5cm/KV。對(duì)于重污穢地區(qū)可以取3.5cm/KV。第2.0.2條選用電抗器時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核，當(dāng)環(huán)境條件超出其基本使用條件時(shí)，應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分別采取下列措施：一、 向制造廠提出補(bǔ)充要求，制造符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的產(chǎn)品；二、 在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的防護(hù)措施，如采用戶內(nèi)布置、水沖洗、減震裝置等。第三章技術(shù)參數(shù)選擇第一節(jié)電抗率的選擇第3.1.1條電抗率的選擇，應(yīng)使裝置接入處n次諧波電壓含量和電容器上n次諧波電壓值均不超過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。第3.1.2條當(dāng)僅需要限制合閘涌流時(shí)，宜選用電抗率為4.5%?6%的電抗器。第3.1.3條為抑制5次及以上諧波電壓放大，宜選用電抗率為4.5%?6%的電抗器；抑制3次及以上諧波電壓放大，宜選用電抗率為12%?13%的電抗器。第3.1.4條在電力系統(tǒng)諧波電壓較大時(shí)，應(yīng)由非線性用電設(shè)備所屬單位負(fù)責(zé)采取限制諧波的措施，在采用交流濾波電容器裝置時(shí)，電抗器應(yīng)按濾波電抗器的要求選擇。第三章技術(shù)參數(shù)選擇第一節(jié)電抗率的選擇第3.1.1條電抗率的選擇，應(yīng)使裝置接入處n次諧波電壓含量和電容器上n次諧波電壓值均不超過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。第3.1.2條當(dāng)僅需要限制合閘涌流時(shí)，宜選用電抗率為4.5%?6%的電抗器。第3.1.3條為抑制5次及以上諧波電壓放大，宜選用電抗率為4.5%?6%的電抗器；抑制3次及以上諧波電壓放大，宜選用電抗率為12%?13%的電抗器。第3.1.4條在電力系統(tǒng)諧波電壓較大時(shí)，應(yīng)由非線性用電設(shè)備所屬單位負(fù)責(zé)采取限制諧波的措施，在采用交流濾波電容器裝置時(shí)，電抗器應(yīng)按濾波電抗器的要求選擇。第二節(jié)額定值第3.2.1條電抗器的基本額定參數(shù)，應(yīng)選擇下列規(guī)定值：一、 額定頻率：50Hz；二、 相數(shù)：1①或3①；三、 系統(tǒng)額定電壓：6KV,10KV,35KV,63KV；四、 額定電抗率(K)：0.1%?1%,4.5%?6%,12%?13%。第3.2.2條電抗器的額定電流應(yīng)和與其串聯(lián)組合的電容器或電容器組的額定電流相等。第3.2.3條電抗器的額定端電壓應(yīng)等于與其串聯(lián)組合的一相電容器額定電壓的K倍，其值見(jiàn)表323。第3.2.4條電抗器的額定容量，應(yīng)等于與其串聯(lián)組合的電容器或電容器組額定容量的K倍。第三節(jié)主要技術(shù)性能第3.3.1條電抗器在額定電流下的電抗值偏差,應(yīng)在下列范圍之內(nèi)：0%?+5%(K>4.5%)；0%?+10%(K<4.5%)。對(duì)于每相電抗值的偏差,不應(yīng)超過(guò)三相平均電抗值的±2%。鐵芯電抗器在工頻1.8倍額定電流下,其電抗值偏差不得超過(guò)額定電抗值的－5%。第3.3.2條電抗器應(yīng)能承受下列最大短時(shí)電流而不得出現(xiàn)任何熱的和機(jī)械的損傷。一、 鐵芯電抗器應(yīng)能承受25倍額定電流持續(xù)2s；二、 空心電抗器為額定電抗率的倒數(shù)倍，但不宜超過(guò)25倍額定電流持續(xù)2s；當(dāng)電抗器流過(guò)的短時(shí)故障電流超過(guò)上述電流時(shí),應(yīng)采取措施。第3.3.3條電抗器應(yīng)能承受下列穩(wěn)態(tài)過(guò)電流；一、 電抗器應(yīng)能在工頻1.35倍或工頻加諧波合成電流方均根值為1.2倍的額定電流下連續(xù)運(yùn)行；二、 有特殊要求時(shí),電抗器可在工頻加諧波合成電流方均根值為1.3倍的額定電流下連續(xù)運(yùn)行。第3.3.4條電抗器應(yīng)能承受合閘涌流的沖擊而不得產(chǎn)生機(jī)械損傷。第3.3.5條電抗器的絕緣水平,應(yīng)分別符合表3.3.5－1和表3.3.5－2的要求。電抗器的匝間絕緣應(yīng)能在工頻加諧波電壓峰值下長(zhǎng)期運(yùn)行。第3.3.6條電抗器的套管出線端子間,出線端與箱殼間以及支持絕緣子帶電部分對(duì)地間的凈距,應(yīng)符合表3.3.6的規(guī)定。安裝在地面上的電抗器的絕緣水平 表3.3.5-1系統(tǒng)額定電壓(kV)工頻耐受電壓(Kv)(干、濕)1min沖擊耐受電壓(kV)峰值1.2/50S油浸鐵芯式干式空心62532601035427535859520063140165325安裝在絕緣臺(tái)架上的電抗器的絕緣水平 表3.3.5—2系統(tǒng)額定電壓(kV)工頻耐受電壓(Kv)(干、濕)1min沖擊耐受電壓(kV)峰值1.2/50S35351346363233電抗器外絕緣最小尺寸 表3.3.6系統(tǒng)額定電壓(kV)6103563電氣凈距(mm)200200400650第3.3.7條適用于第3.3.3條第一款的電抗器的溫升試驗(yàn)電流為工頻1.35倍額定電流；適用于第3.3.3條第二款的電抗器的溫升試驗(yàn)電流應(yīng)與廠家商定。其溫升限值分別不超過(guò)表3.3.7—1和表3.3.7—2的規(guī)定。油浸鐵芯電抗器溫升限值 表3.3.7—1測(cè)量部位繞組(電組法)沒(méi)面(溫度計(jì)法)溫升限值(K°)5550干式空心電抗器繞組溫升限值 表3.3.7—2絕緣等級(jí)AEBFHC濁升限值(K°)(電阻法)50657090115140第3.3.8條在工頻額定電流下,電抗器的損耗值不宜大于表3.3.8的規(guī)定值。電抗器損耗限值 表3.3.8電抗器額容量(Kvat)損耗值(W/vat)油浸鐵芯式干式空心100及以下0.0150.03100?3000.0120.024301?5000.0100.02501?10000.0080.0161000以上0.0060.012第3.3.9條在工頻額定電流下，電抗器的聲級(jí)水平不得超過(guò)表3.3.9的規(guī)定。電抗器聲級(jí)水平 表3.3.9民抗器額容量（Kvat）聲級(jí)水平（dB）200及以下50201?50055501?1000601000以上65第3.3.10條設(shè)計(jì)選擇電抗器時(shí)，廠家應(yīng)提供下列技術(shù)參數(shù)：一、 電抗器名稱；二、 型號(hào)；三、 系統(tǒng)額定電壓（kV）；四、 額定頻率（50Hz）；五、 額定端電壓（kV）；六、 額定容量（kvar）；七、 額定電抗（Q/＜）八、 額定電流（A）；九、 損耗值（W/var）；十、相數(shù)；十^一、總重（kg）；十二、油重（kg）；十三、外形尺寸及安裝尺寸；十四、最大短時(shí)電流（kA）；十五、聲級(jí)水平（dB）。附錄一名詞術(shù)語(yǔ)1額定頻率：設(shè)計(jì)電抗器時(shí)所采用的頻率，取50Hz。2系統(tǒng)額定電壓（Usn）：電抗器與并聯(lián)電容器相串聯(lián)的回路接入電