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電能質(zhì)量
專家診治

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電抗器限流、濾波、無功補(bǔ)償中的作用

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2016-11-25分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂3

  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。

  1、電抗器的限流和濾波作用

  電網(wǎng)容量的擴(kuò)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)，主要的三相對(duì)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(hù)電力設(shè) 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(shí)起抑制涌流的作用。同時(shí)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(bǔ)償裝置的電容器回路中，為了限制投入電容器時(shí)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(shí)，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(duì)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(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電抗器》 GB10229—88和IEC289—88國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中均對(duì)阻尼電抗器的使用和技術(shù)條件作了規(guī)定。但目前國(guó)內(nèi)有些部門將阻尼電抗器稱為串聯(lián)電抗器，嚴(yán)格來講是不合適的，因?yàn)樯鲜鰳?biāo)準(zhǔn)中均沒有串聯(lián)電抗器這個(gè)名稱。

  2、電抗器在無功補(bǔ)償裝置中的作用

  500kV電力系統(tǒng)展，電氣化鐵路和大型鋼鐵基地的建設(shè)，在大型樞紐變電所中需要安裝靜止補(bǔ)償裝置。
  靜止補(bǔ)償裝置對(duì)負(fù)載突變的反映速度快(一般響應(yīng)時(shí)間為0.02～0.04s)，具有平滑的無功功率和電壓調(diào)節(jié)特性。因此它能夠穩(wěn)定電力系統(tǒng)電壓，有效地補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無功功率系數(shù)，抑制電壓的波動(dòng)，維持電力系統(tǒng)處于三相平衡狀態(tài)，抑制電力系統(tǒng)的次同步振蕩。
  此外安裝在電力系統(tǒng)樞紐點(diǎn)的靜止補(bǔ)償裝置還能起降低電力系統(tǒng)暫態(tài)超壓的作用。因此各大電網(wǎng)均要求大中型變電站必須安裝電抗器來補(bǔ)償電容性的無功功率，做到就地補(bǔ)償，就地平衡，以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
  電抗器是無功補(bǔ)償裝置的重要組成部分之一，并聯(lián)電抗器用來提供感抗值消耗電力系統(tǒng)過剩的電容性無功功率，這在電力系統(tǒng)初期輸送功率較小的時(shí)候以及電力系統(tǒng)后期在每日深夜輕負(fù)荷的時(shí)候都是十分必要的。
  因?yàn)樵谏鲜鰞煞N情況下，輸電線路的無功功率損耗小，由于電容效應(yīng)，輸電線路產(chǎn)生的無功功率大于輸電線路消耗的無功功率，在整個(gè)電力系統(tǒng)中存在剩余的無功功率(電容性)，必須安裝并聯(lián)電抗器來消耗這部分剩余的無功功率，滿足電力系統(tǒng)無功平衡的需要，維持電力系統(tǒng)的電壓水平。否則電力系統(tǒng)的電壓過高，無法安全運(yùn)行。
  減少靜止補(bǔ)償裝置中晶閘管的數(shù)量，來節(jié)省整個(gè)裝置的投資，有盡可能增大電容器組(簡(jiǎn)稱TSC)容量和并聯(lián)電抗器組(簡(jiǎn)稱TCR)容量的趨勢(shì)。
在有的靜止補(bǔ)償裝置中甚至取消了TSC回路，完全由固定電容器組(簡(jiǎn)稱FC)代替。
  這樣為了保持靜止補(bǔ)償裝置具有連續(xù)平滑的無功功率和電壓調(diào)節(jié)特性，就需要加大并聯(lián)電抗器的總?cè)萘俊?br />   因此，電抗器的用量將越來越大。串聯(lián)在電容器回路中的阻尼電抗器除起到前面所敘述的限制涌流和高次諧波的作用外，也起到了無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?br />
  3、電抗器在變頻器上的作用

  （1）輸入電抗器的作用
  用來限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊，平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖，或平滑橋式整流電路換相時(shí)產(chǎn)生的電壓缺陷，有效地保護(hù)變頻器和改善功率因數(shù)，它既能阻止來自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染。

  （2）輸出電抗器的作用
  輸出電抗器主要作用是補(bǔ)償長(zhǎng)線（50-200m）分布電容的影響，并能抑制輸出諧波電流，提高輸出高頻阻礙，有效抑制dv/dt.減低高頻漏電流，起到保護(hù)變頻器，減小設(shè)備噪聲的作用。電容器在補(bǔ)償功率的時(shí)候，往往會(huì)受到諧波電壓和諧波電流的沖擊，造成電容器損壞和功率因數(shù)降低，為此，需要在補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候進(jìn)行諧波處理。

  （3）直流電抗器的作用
  直流電抗器接在變頻系統(tǒng)的直流整流環(huán)節(jié)與逆變環(huán)節(jié)之間，主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值，保持整流電流連續(xù)，減小電流脈充值，使逆變環(huán)節(jié)運(yùn)行更穩(wěn)定及改善變頻的功率因數(shù)。

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