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各類電抗器作用
一、常規(guī)分類
1. 網(wǎng)側(cè)進(jìn)線電抗器:它的作用是限制變流器換相時(shí)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(shí)產(chǎn)生的電流沖擊。當(dāng)電網(wǎng)斷路容量與變流器、變頻器容量比大于33:1時(shí),網(wǎng)側(cè)進(jìn)線電抗器的相對(duì)電壓降,對(duì)單象限工作為2%,四象限為4%。當(dāng)電網(wǎng)短路電壓大于6%時(shí),允許無網(wǎng)側(cè)進(jìn)線電抗器運(yùn)行。對(duì)于12脈動(dòng)整流單元,至少需要一相對(duì)電壓降為2%的網(wǎng)側(cè)進(jìn)線電抗器,或一臺(tái)三繞組整流變壓器,其二次繞組的電源偏差應(yīng)不大于0.5%
2. 輸出電抗器亦稱馬達(dá)電抗器:它的作用是限制電機(jī)連接電纜的容性充電電流及使電機(jī)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(jī)間的電纜長度或一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)幾臺(tái)電機(jī)的連接電纜總長度超過50~200M時(shí),應(yīng)設(shè)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(duì)逆變器中的功率元件(如IGBT)的擾動(dòng)和沖擊。
3. 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(yīng)用直流快速開關(guān)切斷故障電流時(shí)限制其電流上升率。對(duì)于新型直流電動(dòng)機(jī)由于其電樞電感量較大(如Z4、800系列電機(jī))。平波電抗器可省去。
4. 均流平波電抗器:它的作用是使兩臺(tái)直流調(diào)速器的輸出電流得到均衡。
5. 回饋?zhàn)耘鹤儔浩鳎簽樽冾l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(jī)能量通過逆變器饋送回電網(wǎng),以達(dá)到節(jié)能與改善系統(tǒng)品質(zhì)的目的。
6. 主電源變壓器:變流器、變頻器由單獨(dú)的變壓器供電時(shí),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(jìn)行電抗器
7. 補(bǔ)償電抗器:它的作用是調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)載的感抗,改善功率因數(shù)。
8. 并聯(lián)、串聯(lián)補(bǔ)償電抗器:對(duì)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(duì)動(dòng)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(bǔ)償和諧波吸收,被廣泛采用;
9. 抑制電抗器:它的作用是抑制電容器接通時(shí)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。
10. 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。
二、按用途分為以下幾種:
依靠線圈的感抗阻礙電流變化的電器叫電抗器.電抗器常用作限流.穩(wěn)流.降壓.補(bǔ)償.移相等.
1.限流電抗器---又叫串連電抗器.補(bǔ)償電容器組回路中串入電抗器后,能抑制電容器支路的高次諧波,降低操作過電壓,限制故障過電流.
2.并聯(lián)電抗器---一般接于超高壓輸電線的末端和地之間,起無功補(bǔ)償作用.
3.消弧電抗器---又稱消弧線圈.接于3相變壓器的中性點(diǎn)與地之間,用以在3相電網(wǎng)的1相接地時(shí)供給電感性電流,以補(bǔ)償流過接地點(diǎn)的電容性電流,消除過電壓.
4.起動(dòng)電抗器---與電動(dòng)機(jī)串連,限制其起動(dòng)電流.
5.電爐電抗器---與電爐變壓器串連,限制其短路電流.
6.濾波電抗器---用于整流電路,以減少電流上紋波的幅值;可與電容器構(gòu)成對(duì)某種頻率共振的電路,以消除電力電路某次諧波的電壓或電流.
三、電網(wǎng)中的電抗器:
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(yùn)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(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)過電壓。
(2)改善長輸電線路上的電壓分布。
(3)使輕負(fù)荷時(shí)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(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,實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無導(dǎo)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(shí),會(huì)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(shè)備的動(dòng)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(shí),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(dòng)較小,保證了非故障線路上的用戶電氣設(shè)備運(yùn)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。
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,所以所有能載流的電導(dǎo)體都有一般意義上的感性。然而通電長直導(dǎo)體的電感較小,所產(chǎn)生的磁場不強(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。
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,在國家標(biāo)準(zhǔn)《電抗器》 GB10229—88和IEC289—88國際標(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...
電抗器的作用:
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。
1、電抗器適用于無功功率補(bǔ)償和諧波的治理系統(tǒng)中,可以改善功率因數(shù),對(duì)諧波起濾波作用,以抑制電網(wǎng)電壓波形畸變,從而改變電網(wǎng)質(zhì)量和保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。
2、進(jìn)線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,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,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。
3、直流電抗器(又稱平波電抗器)主要用于變流器的直流側(cè),電抗器中流過的具有交流分量的直流電流。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),減小電流脈動(dòng)值,改善輸入功率因數(shù)。
4、輸出電抗器的主要作用是補(bǔ)償長線分布電容的影響,并能抑制輸出諧波電流,提高輸出高頻阻抗,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。
5、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)行諧波治理。
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一、串聯(lián)電抗器/濾波電抗器:通常與并聯(lián)電容器組相串聯(lián),具有補(bǔ)償電網(wǎng)無功補(bǔ)償、提高系統(tǒng)功率因數(shù)和輸電能力以及抑制諧波、減少電網(wǎng)電壓波形畸變、限制電容器組的開關(guān)合閘涌流等眾多功能。
二,啟動(dòng)電抗器:交流電動(dòng)機(jī)在額定電壓下啟動(dòng)時(shí),由于初始啟動(dòng)電流很大,往往超過額定電流的許多倍(通常是5~7倍),為了減小啟動(dòng)電流,使之不對(duì)電網(wǎng)造成影響,通常用降低電壓的方法來啟動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。常用的降壓方法是采用啟動(dòng)電抗器,交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程很短(一般數(shù)秒鐘至二分鐘)。正常使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照啟動(dòng)時(shí)間使用,可以連續(xù)兩次啟動(dòng),兩次啟動(dòng)后必須間隔6~8小時(shí)才能進(jìn)行下次啟動(dòng),絕不允許多次不間斷啟動(dòng)。啟動(dòng)后必須盡快將電抗器切除,否則會(huì)影響其使用壽命。
三,輸入/輸出電抗器(進(jìn)線/出線電抗器):變頻器和調(diào)速器在使用過程中,經(jīng)常會(huì)受到來自浪涌電流和浪涌電壓的沖擊,會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞變頻器和調(diào)速器的性能和使用壽命,所以要在其前面加裝輸入電抗器,用以抑制浪涌電壓和浪涌電流,保護(hù)變頻器和調(diào)速器,延長其使用壽命和防止諧波干擾。同時(shí)由于變頻器和調(diào)速器是采用變頻的方式調(diào)速的,所以在調(diào)速的時(shí)候經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生高次諧波和波形畸變,會(huì)影響設(shè)備正常使用,為此,須在輸出端加裝輸出電抗器,用于濾除諧波電壓和諧波電流,改善電網(wǎng)質(zhì)量。
四,并聯(lián)電抗器:通常用于高壓并聯(lián)補(bǔ)償回路,其作用有:可以限制遠(yuǎn)距離輸電線路上輕載或者空載時(shí)的電壓升高,補(bǔ)償線路的容性充電電流,提高功率因數(shù)。減少潛供電流,加速潛供電弧的熄滅,提高線路自動(dòng)重合閘的成功率。有利于消除發(fā)電機(jī)的自勵(lì)磁。
五,平波(直流)電抗器:用于整流回路中,抑制整流后的波紋脈動(dòng)分量,并使整流后的電流連續(xù)不斷,提高功率因數(shù)并抑制整流設(shè)備逆變環(huán)節(jié)產(chǎn)生的諧波,保證設(shè)備的正常運(yùn)行。
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