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電抗器[電抗器]

 墻頭草隨風倒 2021-04-26
簡介
電抗器
電抗器也叫電感器,一個導體通電時就會在其所占據(jù)的一定空間范圍產(chǎn)生磁場,所以所有能載流的電導體都有一般意義上的感性。然而通電長直導體的電感較小,所產(chǎn)生的磁場不強,因此實際的電抗器是導線繞成螺線管形式,稱空心電抗器;有時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,然而由于過去先有了電感器,并且被稱謂電抗器,所以現(xiàn)在人們所說的電容器就是容抗器,而電抗器專指電感器。[1]
電抗器reactor 依靠線圈的感抗阻礙電流變化的電器,電抗器也叫電感器,一個導體通電時就會在其所占據(jù)的一定空間范圍產(chǎn)生磁場,最通俗的講,能在電路中起到阻抗的作用的東西,就叫它電抗器所以所有能載流的電導體都有一般意義上的感性。然而通電長直導體的電感較小,所產(chǎn)生的磁場不強,因此實際的電抗器是導線繞成螺線管形式,稱空心電抗器;有時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,然而由于過去先有了電感器,并且被稱謂電抗器,所以現(xiàn)在人們所說的電容器就是容抗器,而電抗器專指電感器。
電力網(wǎng)中所采用的電抗器,實質(zhì)上是一個無導磁材料的空心線圈。它可以根據(jù)需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時,會產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流。如果不加以限制,要保持電氣設備的動態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。因此,為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求, 常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器, 增大短路阻抗, 限制短路電流。
直流電抗器
由于采用了電抗器,在發(fā)生短路時, 電抗器上的電壓降較大,所以也起到了維持母線電壓水平的作用,使母線上的電壓波動較小,保證了非故障線路上的用戶電氣設備運行的穩(wěn)定性。電抗器作為無功補償手段,在電力系統(tǒng)中是不可缺少的。并聯(lián)電抗器:發(fā)電機滿負載試驗用的電抗器是并聯(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,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,不讓其進入系統(tǒng)。電力部門對于電力系統(tǒng)中的諧波有具體規(guī)定。
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)常用于無功補償。主要用于無功補償和濾波.
1、半芯干式并聯(lián)電抗器:在超高壓遠距離輸電系統(tǒng)中,連接于變壓器的三次線圈上。用于補償線路的電容性充電電流,限制系統(tǒng)電壓升高和操作過電壓,保證線路可靠運行。
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起
功能和用途
電力網(wǎng)中所采用的電抗器,實質(zhì)上是一個無導磁材料的空心線圈。它可以根據(jù)需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時,會產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流。如果不加以限制,要保持電氣設備的動態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。因此,為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求,常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器,增大短路阻抗,限制短路電流。 由于采用了電抗器,在發(fā)生短路時,電抗器上的電壓降較大,所以也起到了維持母線電壓水平的作用,使母線上的電壓波動較小,保證了非故障線路上的用戶電氣設備運行的穩(wěn)定性。 近年來,在電力系統(tǒng)中,為了消除由高次諧波電壓、電流所引起的電容器故障,在電容器回路中采用串聯(lián)電抗器的方法改變系統(tǒng)參數(shù),已取得了顯著的效果。[1]
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裝置稱為電抗器。 
電力系統(tǒng)中所采取的電抗器,常見的有串聯(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)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波。
通俗的講,能在電路中起到阻抗的作用的東西,我們叫它電抗器。 電力網(wǎng)中所采用的電抗器,實質(zhì)上是一個無導磁材料的空心線圈。它可以根據(jù)需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時,會產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流。如果不加以限制,要保持電氣設備的動態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。因此,為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求, 常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器, 增大短路阻抗, 限制短路電流。
由于采用了電抗器,在發(fā)生短路時, 電抗器上的電壓降落較大,所以也起到了維持母線電壓水平的作用,使母線上的電壓波動較小,保證了非故障線路上的用戶電氣設備運行的穩(wěn)定性。
工作原理
 220kV、110kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的??梢酝ㄟ^調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調(diào)整運行電壓。超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關(guān)運行狀況的多種功能,主要包括:(1)輕空載或輕負荷線路上的電容效應,以降低工頻暫態(tài)過電壓。(2)改善長輸電線路上的電壓分布。(3)使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡,防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失。(4)在大機組與系統(tǒng)并列時降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓,便于發(fā)電機同期并列。(5)防止發(fā)電機帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象。(6)當采用電抗器中性點經(jīng)小電抗接地裝置時,還可用小電抗器補償線路相間及相地電容,以加速潛供電流自動熄滅,便于采用。[1]
     依靠線圈的感抗阻礙電流變化的電器。按用途分為 7種:①限流電抗器。串聯(lián)于電力電路中,以限制短路電流的數(shù)值。②并聯(lián)電抗器。一般接在超高壓輸電線的末端和地之間,起無功補償作用。③通信電抗器。又稱阻波器。串聯(lián)在兼作通信線路用的輸電線路中,用以阻擋載波信號,使之進入接收設備。④消弧電抗器。又稱消弧線圈。接于三相變壓器的中性點與地之間,用以在三相電網(wǎng)的一相接地時供給電感性電流,以補償流過接地點的電容性電流,使電弧不易起燃,從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓。⑤濾波電抗器。用于整流電路中減少竹流電流上紋波的幅值;也可與電容器構(gòu)成對某種頻率能發(fā)生共振的電路,以消除電力電路某次諧波的電壓或電流。⑥電爐電抗器。與電爐變壓器串聯(lián),限制其短路電流。⑦起動電抗器。與電動機串聯(lián),限制其起動電流。
分類
依靠線圈的感抗起阻礙電流變化作用的電器。電抗器可按用途、按有無鐵心和按絕緣結(jié)構(gòu)分類。
電抗器
1、按用途分為7種。[1]
①限流電抗器:串聯(lián)在電力電路中,用來限制短路電流的數(shù)值。②并聯(lián)電抗器:一般接在超高壓輸電線的末端和地之間,用來防止輸電線由于距離很長而引起的工頻電壓過分升高,作無功補償用。
③通信電抗器:又稱阻波器,串聯(lián)在兼作通信線路用的輸電線路中,用來阻擋載波信號,使之進入接收設備,以完成通信的作用。
④消弧電抗器:又稱消弧線圈,接在三相變壓器的中性點和地之間,用以在三相電網(wǎng)的一相接地時供給電感性電流,來補償流過接地點的電容性電流,使電弧不易持續(xù)起燃,從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓。
⑤濾波電抗器:用于兩個方面,一是用于減小整流電路中直流電流上紋波的幅值;二是和電容器構(gòu)成對某種頻率能發(fā)生共振的電路,用以消除電力電路某次諧波的電壓或電流。
電爐電抗器:和電爐變壓器串聯(lián),用來限制變壓器的短路電流。
起動電抗器:與電動機串聯(lián),用來限制電動機的起動電流。 
2、按有無鐵心可分為2種。
①空心式電抗器:線圈中無鐵心,其磁通全部經(jīng)空氣閉合
②鐵心式電抗器:其磁通全部或大部分經(jīng)鐵心閉合。鐵心式電抗器工作在鐵心飽和狀態(tài)時,其電感值大大減少,利用這一特性制成的電抗器叫飽和式電抗器。
3、按絕緣結(jié)構(gòu)又可分為2種。
①干式電抗器:其線圈敞露在空氣中,以紙板、木材、層壓絕緣板、水泥等固體絕緣材料作為對地絕緣和匝間絕緣。
油浸式電抗器:其線圈裝在油箱中,以紙、紙板和變壓器油作為對地絕緣和匝間絕緣。
4、按配套不同設備不同功能可分類如下:
①變頻器用進線電抗器|輸出電抗器|直流電抗器②配套電容柜電容器用單/三相串聯(lián)電抗器,三相濾波電抗器③配套中頻爐用中頻
平波電抗器④試驗柜專配試驗電抗器 
特點
進線電抗器
1、該進線電抗器ACL為三相,均為鐵芯干式;2、鐵芯采用優(yōu)質(zhì)低損耗進口冷軋鋼片,氣隙采用環(huán)氧層壓玻璃布板作間隔,以保證電抗器氣隙在運行過程中不發(fā)生變化;3、線圈采用H級漆包扁銅線繞制,排列緊密且均勻,外表不包絕緣層,且有極佳的美感且有較好的散熱性能;4、進線電抗器的線圈和鐵芯組裝成一體后經(jīng)過預烘→真空浸漆→熱烘固化這一工藝流程,采用H級浸漬漆,使電抗器的線圈和鐵芯牢固地結(jié)合在一起,不但大大減小了運行時的噪音,而且具有極高的耐熱等級,可確保電抗器在高溫下亦能安全地無噪音地運行;5、進線電抗器芯柱部分緊固件采用無磁性材料,減少運行時的渦流發(fā)熱現(xiàn)象;6、外露部件均采取了防腐蝕處理,引出端子采用鍍錫銅管端子;7、該進線電抗器與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比具有體積小、重量輕、外觀美等優(yōu)點,可與國外知名品牌相媲美。[1]
輸出電抗器輸出電抗器OCL亦稱馬達電抗器,它的作用是限制電機連接電纜的容性充電電流及使電機繞組上的電壓上升率限制在54OV/us以內(nèi),一般功率為4-90KW變頻器與電機間的電纜長度超過50m時,應設置輸出電抗器,它還用于鈍化變頻器輸出電壓(開關(guān)的陡度),減少對逆變器中的元件(如IGBT)的擾動和沖擊。輸出電抗器主要應用于工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中,特別是使用變頻器的場合,用于延長變頻器的有效傳輸距離,有效抑制變頻器的IGBT模塊開關(guān)時產(chǎn)生的瞬間高壓。
輸出電抗器的使用說明:為了增加變頻器到電機之間的距離可以適當加粗電纜,增加電纜的絕緣強度,盡量選用非屏蔽電纜。輸出電抗器的特點:1、適用于無功補償和諧波的治理;2、輸出電抗器主要作用是補償長線分布電容的影響,抑制輸出諧波電流;3、有效地保護變頻器和改善功率因數(shù),能阻止來自電網(wǎng)的干擾,減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。輸入電抗器輸入電抗器ACL的作用是限制變流器換相時電網(wǎng)側(cè)的電壓降;抑制諧波以及并聯(lián)變流器組的解耦;限制電網(wǎng)電壓的跳躍或電網(wǎng)系統(tǒng)操作時所產(chǎn)生的電流沖擊。當電網(wǎng)短路容量與變流器變頻器容量比大于33:1時,輸入電抗器的相對電壓降,對單象限工作為2%,四象限為4%。當電網(wǎng)短路電壓大于6%時,允許輸入電抗器運行。對于12脈動整流單元,至少需要一相對電壓降為2%的網(wǎng)側(cè)進線電抗器。輸入電抗器主要應用于工業(yè)/工廠自動化控制系統(tǒng)中,安裝在變頻器、調(diào)速器與電網(wǎng)電源輸入電抗器之間,用于抑制變頻器、調(diào)速器等產(chǎn)生的浪涌電壓和電流,最大限度的衰減系統(tǒng)中的高次諧波及畸變諧波。
輸入電抗器的特點:1、適用于無功功率補償和諧波的治理;2、輸入電抗器用來限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊;對諧波起濾波作用,以抑制電網(wǎng)電壓波形畸變;3、平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖,平滑橋式整流電路換相時產(chǎn)生的電壓缺陷。
作用
電抗器
電力系統(tǒng)中所采取的電抗器 常見的有串聯(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)中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調(diào)整運行電壓。超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關(guān)運行狀況的多種功能,主要包括:[1]
(1)輕空載或輕負荷線路上的電容效應,以降低工頻暫態(tài)過電壓。
(2)改善長輸電線路上的電壓分布。
(3)使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡,防止無功功率不合理流動 同時也減輕了線路上的功率損失。
(4)在大機組與系統(tǒng)并列時 降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓,便于發(fā)電機同期并列。
(5)防止發(fā)電機帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象。
(6)當采用電抗器中性點經(jīng)小電抗接地裝置時,還可用小電抗器補償線路相間及相地電容,以加速潛供電流自動熄滅,便于采用。
電抗器的限流和濾波作用:
電網(wǎng)容量的擴大,使得系統(tǒng)短路容量的額定值迅速增大。如在500kV變電所的低壓35kV側(cè), 最大的三相對稱短路電流有效值已經(jīng)接近50kA。為了限制輸電線路的短路電流,保護電力設備,必須安裝電抗器,電抗器能夠減小短路電流和使短路瞬間系統(tǒng)的電壓保持不變。
在電容器回路安裝阻尼電抗器(即串聯(lián)電抗器),電容器回路投入時起抑制涌流的作用。同時與電容器組一起組成諧波回路,起各次諧波的濾波作用。如在500kV變電所35kV無功補償裝置的電容器回路中,為了限制投入電容器時的涌流和抑制電力系統(tǒng)的高次諧波,在35kV電容器回路中必須安裝阻尼電抗器,抑制3次諧波時,采用額定電壓35kV,額定電感量26.2mH,額定電流350A干式空心單相戶外型阻尼電抗器,它與2.52Mvar電容器對3次諧波形成諧振回路,即3次諧波濾波回路。
同樣,為了抑制5次及以上高次諧波,采用了額定電壓35kV,額定電感量9.2mH,額定電流382A單相戶外型阻尼電抗器,它與2.52Mvar電容器對5次及以上高次諧波形成諧振回路。起到了抑制高次諧波的作用,需要說明的是,在國家標準《電抗器》GB10229—88和IEC289—88國際標準中均對阻尼電抗器的使用和技術(shù)條件作了規(guī)定。但國內(nèi)有些部門將阻尼電抗器稱為串聯(lián)電抗器,嚴格來講是不合適的,因為上述標準中均沒有串聯(lián)電抗器這個名稱。 
各類應用
電抗器
(1)網(wǎng)側(cè)進線電抗器:它的作用是限制變流器換相時電網(wǎng)側(cè)的電壓降;抑制諧波以及并聯(lián)變流器組的解耦;限制電網(wǎng)電壓的跳躍或電網(wǎng)系統(tǒng)操作時產(chǎn)生的電流沖擊。當電網(wǎng)斷路容量與變流器、變頻器容量比大于33:1時,網(wǎng)側(cè)進線電抗器的相對電壓降,對單象限工作為2%,四象限為4%。當電網(wǎng)短路電壓大于6%時,允許無網(wǎng)側(cè)進線電抗器運行。對于12脈動整流單元,至少需要一相對電壓降為2%的網(wǎng) 側(cè)進線電抗器,或一臺三繞組整流變壓器,其二次繞組的電源偏差應不大于0.5%[1]
  (2)輸出電抗器亦稱馬達電抗器:它的作用是限制電機連接電纜的容性充電電流及使電機繞組上的電壓上升率限制在540V/μS以內(nèi)。一般功率為4~90KW,變頻器和電機間的電纜長度或一臺變頻器驅(qū)動幾臺電機的連接電纜總長度超過50~200M時,應設置輸出電抗器。它還作用于鈍化變頻器輸出電壓(開關(guān)頻率)的陡度,減小對逆變器中的功率元件(如IGBT)的擾動和沖擊。
 ?。?)平波電抗器:它的作用是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某規(guī)定值以下;還用于并聯(lián)變流器的直流側(cè)解耦,降低斷續(xù)極限,限制環(huán)流控制線路中的環(huán)流以及應用直流快速開關(guān)切斷故障電流時限制其電流上升率。對于新型直流電動機由于其電樞電感量較大(如Z4、800系列電機)。平波電抗器可省去。
  (4)均流平波電抗器:它的作用是使兩臺直流調(diào)速器的輸出電流得到均衡。
 ?。?)回饋自藕變壓器:為變頻器回饋單元的重要組成部分,它將處于發(fā)電狀態(tài)的電機能量通過逆變器饋送回電網(wǎng),以達到節(jié)能與改善系統(tǒng)品質(zhì)的目的。
 ?。?)主電源變壓器:變流器、變頻器由單獨的變壓器供電時,其容量為變流器、變頻器輸出功率的1.3~1.5倍。在這種情況下,無需配置進行電抗器
 ?。?)補償電抗器:它的作用是調(diào)節(jié)電網(wǎng)負載的感抗,改善功率因數(shù)。
 ?。?)并聯(lián)、串聯(lián)補償電抗器:對穩(wěn)態(tài)諧波源(5、7、11、13次)采用電抗百分比5%~6%的串聯(lián)電抗器;對動態(tài)諧波源(3次)采用13%串聯(lián)電抗器。這種與電容器串聯(lián)的電抗器;兼顧無功補償和諧波吸收,被廣泛采用;
 ?。?)抑制電抗器:它的作用是抑制電容器接通時的DI/DT和開關(guān)元件TR承受的反向過電壓。一般采用電抗百分比為0.1%~1%的串聯(lián)電抗器,是DI/DT限制在50A/μS內(nèi),以抑制電容器的合閘涌流。此類電抗器屬低感值電抗器。
 ?。?0)調(diào)諧電抗器:它與電容器C形成串聯(lián)諧振,吸收規(guī)定的N次諧波電流。晶閘管變流器,交-直-交變流器和交-交變頻器所產(chǎn)生的諧波電流為5、7、11、13、17、19次。
(11)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低。
(12)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,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,不讓其進入系統(tǒng)。電力部門對于電力系統(tǒng)中的諧波有具體規(guī)定。
(13)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,達到飽和,以后就呈全開放狀態(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裝置稱為電抗器。
接線方法
 ABCXYZ六個端子,可以將ABC作為電抗器進線端,XYZ作為電抗器出線端;也可以將XYZ作為電抗器進線端,ABC作為電抗器出線端。這沒有什么具體的進線、出線的順序要求,怎么接都行,對變頻器不會有影響。只是注意一點:ABC、XYZ這兩套端子,接線時不能互相交叉。[1]
其它類型
CRT 作為一種重要的可控電抗器類型, 對其分類的研究尚無文獻報道。 近些年的研究主要集中在控制繞組的結(jié)構(gòu)形式及控制方式的方面, 筆者根據(jù)控制繞組的結(jié)構(gòu)不同將 CRT 分為單控制繞組型、多控制繞組型、多并聯(lián)支路型、控制繞組分級式。 
1 單控制繞組型電抗器
單控制繞組型只有一個控制繞組 (單相),考慮諧波抑制目的,增加一個第三繞組。 隨著晶閘管觸發(fā)角的變化,電抗器的功率也隨之變化, 由于晶閘管的不完全導通 , 將向CRT 注入諧波。 W3 為諧波抑制繞組,多個 LC 濾波器與其并聯(lián), 用來抑制電抗器運行中產(chǎn)生的 3、5、7等各次諧波, 每個 LC 支路對相應次數(shù)的諧波產(chǎn)生諧振, 呈現(xiàn)很低的純電阻性阻抗。 如果將 W3 置于W1 與 W2 之間時,將獲得很小,甚至為零的等效電抗,這時諧波電流將不會流入 W1,達到諧波抑制效果。 這種 CRT 的工作繞組與控制繞組間短路阻抗達到 100%, 它的諧波補償繞組連接 LC 濾波器,連結(jié)成三相三角形。 諧波含量低至 2%~3%。 在印度輸電系統(tǒng)中投入使用的 CRT 就是這種結(jié)構(gòu)形式。單控制繞組型 CRT 主要有兩個優(yōu)點:一是高速響應, 尤其對比磁控式電抗器; 二是低諧波,在CRT 結(jié)構(gòu)上增加帶濾波器的第三繞組,相對于 BBC的 CRT 高壓側(cè)安裝的濾波裝置,不但成本經(jīng)濟而且效果更好。 當然這種 CRT 也存在一些缺點,一是高低壓兩個繞組導致增大造價,二是降壓后的工作電流按變比增大并全部通過晶閘管,必須象直流閥站那樣設置相應的散熱控制裝置,占地和運行維護工作量大。 對于早期 BBC 的 CRT,鐵心損耗較大是主要缺陷之一。 研究表明,通過改進 CRT 磁路結(jié)構(gòu),在線圈頂部設置硅鋼磁卷或使磁軛寬度覆蓋全 部繞組,將漏磁通收集和導引到磁軛之中,可以顯著降低電抗器的損耗。 
這種結(jié)構(gòu)的 CRT 不但被用于輸電系統(tǒng)中,還可用于配電網(wǎng)中性點接地自動滅弧系統(tǒng),略有不同的是不帶有第三繞組。 由其組成的快速自動消弧系統(tǒng)具有伏安特性線性度優(yōu)良、響應快、電流由零到額定值都能無級連續(xù)調(diào)節(jié)、補償效果好、對系統(tǒng)適應性強等優(yōu)點。 
2 多控制繞組電抗器
針 對 BBC 的 CRT 存 在 的 諧 波 較 大 的 主 要 缺點,俄羅斯專家 G. N. Aleksandrov 在深入研究后,提出了多控制繞組 CRT 的基本原理。 CRT 實質(zhì)上相當于高短路阻抗的多繞組變壓器。 W1 為高壓工作繞組,W21、W22、……、W2n 為低壓控制繞組,各個控制繞組中串接反并聯(lián)晶閘管, 每個 CW 的額定功率是電抗器總額定功率的一部分, 主要根據(jù)電網(wǎng)諧波要求而定。 當?shù)?i 個控制繞組投入工作時,第 1、2、…、i-1 個控制繞組均工作于短路狀態(tài), 第 i+1、i+2、…、n 個控制繞組均工作于開路狀態(tài),可以認為其中沒有諧波電流存在,這樣,工作繞組中的電流諧波只由第 i 個控制繞組的晶閘管的導通程度決定,因此,當依次把控制繞組投入工作并正確控制晶閘管的導通和關(guān)斷時,CRT 的功率就可從空載功率到額定功率連續(xù)自動變化,而且滿足諧波的要求,必要時控制繞組還要串入限流電抗器。這樣,CRT 不僅繼承了單控制繞組型 CRT 響應速度快的特點,而且具有通過設計控制繞組個數(shù)和容量,達到減小諧波的優(yōu)點。 
3 多并聯(lián)支路型電抗器
多并聯(lián)支路型 CRT 中繞組 W1 為電抗器的高壓繞組,并接在高壓電網(wǎng)上;繞組 W2 為低壓控制繞組,外接 n 個通過雙向反并聯(lián)晶閘管控制的并聯(lián)電抗支路。 多并聯(lián)支路的作用是將高次諧波電流抑制到預定水平以下而無需濾波裝置。 在對諧波有特殊要求時,也可增加第三繞組為諧波補償繞組,在三相三角形接線中用以抑止 3 及 3 的倍數(shù)次諧波。并聯(lián) CRT 是多繞組 CRT 的一種變形結(jié)構(gòu),兩者具有極為相似的阻抗矩陣,多繞組 CRT 的設計原則同樣適用。在滿足諧波水平要求的前提下,多并聯(lián)支路型 CRT 有多種工作模式可供選擇。 分析表明,CRT 主繞組和控制繞組之間的短路阻抗的減小可以簡化設計和提高效率。 多并聯(lián)支路型 CRT具有響應速度快、諧波可控、晶閘管工作電壓低、繞組結(jié)構(gòu)簡單等特點。 
4 控制繞組分級式電抗器
分級式 CRT 通 過抽頭 可 將CRT 電抗分成 n 份,每一等份電抗由雙向晶閘管和斷路器并聯(lián)組成的復合開關(guān)控制投入和切除,對應控制多組輸出容量,實現(xiàn)容量調(diào)節(jié)。 高低壓繞組間短路阻抗同樣為 100%。 L1、L2、L3 為低壓側(cè)電抗,由雙向晶閘管和斷路器控制其投退, 分別控制 100%級、75%級、50%級的電抗器容量。如果開關(guān)控制僅使用斷路器,則電抗器不能連續(xù)可調(diào),若采用晶閘管控制,則電抗器可連續(xù)控制,但存在諧波問題 。
使用壽命
電抗器在額定負載下長期正常運行的時間,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,而絕緣材料長期在較高的溫度、電場和磁場作用下,會逐漸失去原有的力學性能和絕緣性能,例如變脆、機械強度減弱、電擊穿。這個漸變的過程就是絕緣材料的老化。溫度愈高,絕緣材料的力學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行產(chǎn)生的負荷和周圍環(huán)境的作用,這些負荷的總和、強度和作用時間決定絕緣材料的使用壽命。
參考資料
[1] 變壓器式可控電抗器的研究與發(fā)展 · 知網(wǎng)空間[引用日期2020-05-15]
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