并联电抗器,消弧线圈以及饱和电抗器的原理及分类

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1、并联电抗器，消弧线圈以及饱和电抗器的原理及分类具有一定电感值的电器，通称为电抗器。现代的电抗器种类很多，应用也十分广泛。大家熟知的，利用电抗器串在线路里可以限制供电系统的短路电流，整流回路里利用电抗器进行滤波，使输出电压接近于纯的直流，具有大的电感量的线圈可以储能，作为瞬时放电的能源，有交直流励磁的铁心电抗器可作为功率放大器等。电扰器可分为二类:一类为空心电抗器，另一类为铁心电抗器。限流用的水泥电抗器，串在高压输电线路的阻波器等均是空心电抗器。补偿超高压输电线路电容电流用的并联电抗器、滤波电抗器、消弧线圈等均是铁心电抗

2、器。铁心电抗器的特点是有较大的电感，因为与空心电杭器相比，硅钢片具有很高的导磁系数，下面简单介绍一下几种铁心电抗器。1.并联电杭器现代的超高压输电系统，广泛的应用并联电抗器，补偿输电线的电容电流，防止线端电压的升高，使线路的传输能力和输电线的效率都能提高，并使系统的操作过电压有所降低。电抗器称为心式电抗器，和一般单相心式变压器的磁路相似，仅中间铁心柱做成分段的，均匀布置有气隙bt。当中间柱的气隙逐渐加大，使总的气隙b二h时，电抗器就为7-21(b)的型式，中柱的导磁材料完全省去，一般称为带磁屏蔽的无心电抗器，或称为壳式

3、电抗器。假定电抗器上加有正弦的交流电压，铁心不饱和，并略去漏磁通的影晌，则间隙长度与电抗器的容盘关系可用下式表达对于一定气隙体积来说，电抗器容量的增加与磁通密度的平方成正比，而与电执器型式无关。对于心式电杭器，磁通密度可以选定在适当的范围实际设计值在12000-16000高斯之内。为了减低电抗器的振动，一般均用较低的磁通密度。铁心中的磁通，流过气隙时，一部分垂直穿过，另一部分则由气隙外面绕过,称‘绕行磁通”，气隙过大，绕行磁通越多。绕行磁通垂直穿过硅钢片边缘时，将产生很大的涡流损耗。经研究，对于平行叠片式铁心，其边缘的

4、附加损耗可达100瓦/公斤，超过了硅钢片标准的20-30倍。为了降低平行叠片铁心的绕行磁通，可以减低每个气隙的高度，或者降低磁通密度(B=10000高斯)。但是这些办法都不理想，较好的办法是将铁心的叠片按辐射方向排列。制成所谓辐射式铁心(图7-23),使磁通都沿硅钢片的碾轧方向通过，这样能够大辐度的减小附加损耗。壳式电抗器正常气隙中的磁通密度为心式电抗器的一半或更低。用一般常用尺寸的导线绕制的线圈，因由祸流所引起的附加损耗很大，所以要把磁通密度B限定在3500高斯左右的范围内。但是采用换位导线时，B可以提高很多(应该算

5、因祸流损耗引起的线圈温升)。磁通在线圈端部引起的涡流损耗特别大，所以有时要用尺寸很小的换位导线绕制线圈的端部线匝，但是应保证磁化力沿线圈截面分布的均匀性。壳式电抗器铁扼中的磁通密度一般取为12000高斯左右。较小的气隙总是伴随着较大的电磁力。所以对于一定容量来说，心式电抗器中引起的振动的力要比壳式电抗器大。三相心式电抗器的容量，一般可做到50-100兆伏安，容量越大，机械振动力越大，铁心的结构则越复杂。大容量的心式电抗器，气隙周围的漏磁通变成了主要问题，如考虑不周到时，往往引起局部的铁心片严重过热。壳式电执器与心式相比

6、，优点是制造简单，结构上容易压紧，噪音和振动小，又因铁扼屏蔽了线圈，故外部漏磁通小，油箱及其他结构件中的附加损耗也小。虽然壳式电抗器在制造上有上述一些优点，但因线圈内无铁心，磁通密度低，欲达到一定电抗值则要比心式多用一些铜线。这样器身重量要增加，铜铁比也要增高，有效材料费用亦要增加。壳式电抗器的线圈通过磁通的辐向分量很大，所以线圈中的附加损耗往往达到线圈电阻损耗的75-100%，也大于心式电抗器。电抗器的振动和噪音(达100分贝)是值得注意的间题，往往因机械激振使油箱的振幅过大(0.1-0.3毫米)，导致油箱焊缝破裂，

7、所以要对油箱的结构和强度进行特殊考虑。电抗器本身均有一个或多个自然振动频率。如果自然频率与气晾中脉动的频率(电频率的二倍)一致，就会产生机械激振。这时很可能把某些结构件振裂。一般地说，中等容童的电抗器(30-40兆伏安)，其自然频率比激振频率高得多，但是对于高压大容量的电抗器(100兆伏安左右)，如果设计时对结构不加注意，自然频率就会十分接近激振频率。2.消弧线圈消弧线圈系铁心电抗器的一种类型，它均安装在系统之中点，作为补偿线路一相对地闪络时的电容电流，因此称消弧线圈。在我国电力系统中，35,60千伏的电压等级，中性点

8、都不接地，当大气过电压(自然中的雷电现象会产生大气过电压)发生时，有可能使某一相绝缘子对地闪络放电。一般雷电持续的时间很短暂，只要这种闪络不引起持续性的工频电弧，输电线路仍可照常供电，并不因此而受到影响。能否产生工频电弧放电，这与流过闪络弧道的电容性工频电流有关。对于每~电压级次都有一个临界电流，电流超过临界值时，持续性的工频电弧