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電抗器限流、濾波、無功補償中的作用

返回列表來源：領步電能質量發(fā)布時間：2016-11-25分享加入收藏關注：-

專家講堂3

  電抗器也叫電感器，一個導體通電時就會在其所占據的一定空間范圍產生磁場，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。

  1、電抗器的限流和濾波作用

  電網容量的擴大，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，主要的三相對稱短路電流有效值已經接近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條件作了規(guī)定。但目前國內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。

  2、電抗器在無功補償裝置中的作用

  500kV電力系統(tǒng)展，電氣化鐵路和大型鋼鐵基地的建設，在大型樞紐變電所中需要安裝靜止補償裝置。
  靜止補償裝置對負載突變的反映速度快(一般響應時間為0.02～0.04s)，具有平滑的無功功率和電壓調節(jié)特性。因此它能夠穩(wěn)定電力系統(tǒng)電壓，有效地補償電力系統(tǒng)的無功功率系數(shù)，抑制電壓的波動，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)樞紐點的靜止補償裝置還能起降低電力系統(tǒng)暫態(tài)超壓的作用。因此各大電網均要求大中型變電站必須安裝電抗器來補償電容性的無功功率，做到就地補償，就地平衡，以保證電力系統(tǒng)的安全運行。
  電抗器是無功補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候以及電力系統(tǒng)后期在每日深夜輕負荷的時候都是十分必要的。
  因為在上述兩種情況下，輸電線路的無功功率損耗小，由于電容效應，輸電線路產生的無功功率大于輸電線路消耗的無功功率，在整個電力系統(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，無法安全運行。
  減少靜止補償裝置中晶閘管的數(shù)量，來節(jié)省整個裝置的投資，有盡可能增大電容器組(簡稱TSC)容量和并聯(lián)電抗器組(簡稱TCR)容量的趨勢。
在有的靜止補償裝置中甚至取消了TSC回路，完全由固定電容器組(簡稱FC)代替。
  這樣為了保持靜止補償裝置具有連續(xù)平滑的無功功率和電壓調節(jié)特性，就需要加大并聯(lián)電抗器的總容量。
  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產生的電壓缺陷，有效地保護變頻器和改善功率因數(shù)，它既能阻止來自電網的干擾，又能減少整流單元產生的諧波電流對電網的污染。

  （2）輸出電抗器的作用
  輸出電抗器主要作用是補償長線（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，起到保護變頻器，減小設備噪聲的作用。電容器在補償功率的時候，往往會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，需要在補償?shù)臅r候進行諧波處理。

  （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)運行更穩(wěn)定及改善變頻的功率因數(shù)。

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