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兩種形式限流電抗器的結(jié)構(gòu)

2019年07月03日 10:17 lq 作者: 用戶評論(0

很多人對電抗器不是太了解,其實(shí)所謂電抗器,實(shí)質(zhì)上是一個無導(dǎo)磁材料的空心線圈,也就是電抗器也叫電感器,一個導(dǎo)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(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。

限流電抗器

電力系統(tǒng)中,限流電抗器主要用于當(dāng)電力變壓器發(fā)生短路故障時限制短路電流,以便于斷路器開端故障線路,并在斷路器開斷故障線路之前維持變電所母線電壓于一定水平,使其它正常線路上的電氣設(shè)備能夠正常工作,降低短路電流對系統(tǒng)的沖擊。

限流電抗器為空心結(jié)構(gòu),只有線圈,沒有鐵心,磁路為非導(dǎo)磁體,因而磁阻比較大,電感值較小并且為常數(shù)。過去生產(chǎn)的限流電抗器通常制成單相的水泥電抗器,現(xiàn)在逐漸被取代。我們現(xiàn)在常用的為絕緣壓板和螺桿將繞好的線圈拉緊的夾持式。限流電抗器通常制成單相,所以所介紹內(nèi)容均為單相情況。根據(jù)屏蔽材料的不同分為磁屏蔽式和鋁屏蔽式。

限流電抗器是限制系統(tǒng)內(nèi)的合閘涌流、高次諧波、短路故障電流等用途的感性元件。電抗器由銅或鋁質(zhì)線圈制成。冷卻方式有油浸和干式自冷方式。支持物的結(jié)構(gòu)有水泥柱式和夾持式等。

對于特種用途的電抗器,如電機(jī)起動用電抗器等無統(tǒng)一規(guī)格。用于限制合閘涌流的串聯(lián)電抗器按照斷路器、電流互感器的允許涌流值進(jìn)行選擇。用于限制高次諧波和涌流的串聯(lián)電抗器的電抗值則按照所限制的諧波與電容器容量選擇。串聯(lián)電抗器的長期最大允許電流等于1.35倍額定電流時,電抗值不應(yīng)低于90%額定電抗值

兩種形式限流電抗器的結(jié)構(gòu)

1)磁屏蔽式空心限流電抗器

如圖1.所示,磁屏蔽式限流電抗器為雙柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)。由于磁通方向相反,因此A、B兩柱的繞向完全相反。線圈上下分別有端圈和壓板保證絕緣性能和機(jī)械性能。為了減少漏磁通對限流電抗器周圍設(shè)備或組件的影響,壓板上下分別放置磁屏蔽。共四根拉螺桿貫穿磁屏蔽起到拉緊固定作用。

2)鋁屏蔽式空心限流電抗器

如圖2.所示,鋁屏蔽式限流電抗器為單柱空心結(jié)構(gòu),主要組成部分為線圈及鋁屏蔽。設(shè)電抗器總電感為L總,線圈空心電感為L,鋁屏蔽削弱部分電感為ΔL,那么L總=L-ΔL。線圈的空心電感L與線圈匝數(shù)、平均半徑、輻向尺寸以及高度有關(guān),而ΔL除了與這些有關(guān)以外,還有一個重要參數(shù)是線圈到鋁屏的距離,一般來說,這個距離越遠(yuǎn),鋁屏對電感的削弱程度越小,反之則越大。

3、兩種結(jié)構(gòu)的比較

1)磁屏蔽結(jié)構(gòu)為雙柱并聯(lián),有完整的磁路,整體限流電抗器的電感即為每個線圈電感的1/2,計(jì)算值與實(shí)測值偏差較小。另外,由于兩柱并聯(lián),可以滿足電流大,阻抗小的要求。如果電流特別大時,每個線圈可以采用中部進(jìn)線,上下兩臂并聯(lián)的形式,而不必因?yàn)殡娏鞔蟊匦柽x用多根導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)。但由于磁屏蔽的疊積方式原因,磁屏蔽結(jié)構(gòu)的限流電抗器其外限有尖角,對變壓器線圈距離必須嚴(yán)格保證,因此占用的空間較大。

2)鋁屏蔽結(jié)構(gòu)為單柱,占用空間小,外限圓滑,到變壓器線圈的絕緣距離小。但是鋁屏結(jié)構(gòu)采用首末端出線,當(dāng)電流很大時需采用多匝導(dǎo)線輻向并繞的方式,甚至采用軸向輻向同時并繞。由于選用這種結(jié)構(gòu)限流電抗器通常對尺寸限制較大,線圈平均半徑一般較小,不適宜選用換位導(dǎo)線。所以一般采用多根紙包銅扁線并繞,由于換位空間不足,則線圈形式可采用螺旋式交叉換位。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是,當(dāng)鋁屏與線圈距離過小時,ΔL占L總的比值會很大,L值小,有可能無論怎樣增加線匝,L值也不再增加。而且,L總太大,L太小,非常浪費(fèi)材料。并且,當(dāng)鋁屏與線圈距離近時,各項(xiàng)數(shù)據(jù)將超過經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)值,ΔL計(jì)算值偏差很大,可能無法滿足對阻抗的要求。因此,這種結(jié)構(gòu)的限流電抗器鋁屏半徑不可太小,且更適合電流和阻抗都不大的情況。

兩種結(jié)構(gòu)的限流電抗器,各有適用的范圍,也有各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)。目前來說,雙柱磁屏蔽式應(yīng)用較多,經(jīng)驗(yàn)比較豐富。單柱鋁屏蔽式因?yàn)槠涮攸c(diǎn),只在變壓器油箱內(nèi)空間不足時有過幾次應(yīng)用。因此,設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)電流、阻抗及適用的尺寸等各種參數(shù)做出不同的選擇和調(diào)整。

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( 發(fā)表人:李倩 )

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