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电抗器是什么(_电抗器工作原理)

电抗器是什么(_电抗器工作原理)

一、什么是电抗器?

通常电路中的电容和电感阻碍交流,我们可以称之为电抗,符号用x表示,什么是电抗器?也有业内人士称之为电感。导体通电后会在其占据的一定空间内产生磁场,所以所有能载流的电导体都会有一般的感应性能。

但在这种情况下,通电的长直导体的电感会比较小,这样产生的磁场就不会那么强。因此,实际应用中的电抗器采用导线环绕的螺线管结构,可称为空心电抗器。同时,一些特殊的使用要求要求螺线管能够具有较强的电感性能,将铁芯插入管内形成结构,这种类型可以称为铁芯电抗器。

一般来说,电抗可分为容抗和感抗。如果从专业角度对这些术语进行分类,那么就是感抗,即(电感)和容抗(电容)统称为电抗器。

二、电容器的功能

电抗器由于种类多,作用不同,从电路原理上可以分为串联和并联两大类,主要作用是实现限流和滤波。接下来,我们将详细讨论不同类型反应器的功能,如下所示:

1、并联电抗器的作用:它具有许多可以改变和改善电力系统无功相关运行状况的功能,常用于无功补偿。简单来说,电抗器可以改善长输电线路上的电压分布,吸收电缆线路中的充电容性无功,电抗器可以有效防止发电机长线路时的自激谐振现象。

2、串联电抗器的作用:一般情况下主要用于限制短路电流,不仅如此,它还可以与滤波器中的电容器串联或并联,以限制电网中产生的高次谐波。具体来说,串联电抗器用于限制电流。

3、 DC电抗器的作用:通常安装在变频系统中的DC整流器和逆变器之间,主要作用是将叠加在DC电流上的交流分量限制在规定值,可以有效保证整流器电流的连续性,降低电流脉冲值,使DC电抗器使逆变器的运行更加可靠稳定,同时提高逆变器的功率因数(详见下图)。

4、输入电抗器的作用:主要用于限制电网中电压突变或过电压运行引起的电流浪涌现象,在平滑电源电压时能有效保护变频器,提高功率因数,如桥式整流电路换相引起的尖峰和电压缺陷,并能防止电网的干扰,减少整流机组产生的谐波电流对电网的污染。

5、输出电抗器的作用:可以补偿线路的部分电容影响,即50米到200米左右,还可以抑制输出谐波电流以提高输出高频阻抗,抑制DV/DT以减少高频漏电现象以保护逆变器,降低设备噪声。电抗器在补偿功率状态下,通常会受到谐波电压和电流的冲击,导致电容器损坏,功率因数降低,因此补偿时需要对谐波进行控制。

6、限流电抗器的作用:相对来说要简单得多,主要用在电力系统中,会在发生故障时限制馈线过流(详见下图)。

7、平波电抗器的作用:平波电抗器对于整流电路来说是一个非常重要的元件,在中频电源中使用时主要用来限制短路电流,也就是说逆变晶闸管在换向导通相当于整流桥负载直接短路故障时,相当于没有电抗器的直接短路,还可以抑制中频分量对工频电网的影响。滤波作用是当整流电流有交流分量时,高频交流不一样,整流输出波形经过大电感后是连续的或间歇的,使电流时间为零,此时逆变桥立即停止工作,导致整流桥断开。并联逆变电路的输入功率具有无功分量的吞吐量,因此逆变桥的输入电路中必须有一个具有储能作用的电抗器。

8、逆变电抗器的作用:这类电抗器通常安装在逆变器DC调速器的输入或输出端,主要用于抑制逆变器产生的三次至五次谐波向电网的传输,减少变频产生的谐波对其他元件的干扰,提高整体电网的稳定性,增强功率因数,同时也限制电网电压的异常波动,电网上的浪涌电流,稳定波形,减少对逆变器的冲击。

除了以上所述,逆变电抗器还有几个重要作用:首先,它可以在轻载或轻载线路上实现容性作用,促进工频暂态过电压现象的减少。其次,可以改善输电线路上的电压分布,以一定的概率防止线路较长的发电机发生自激谐振现象。最后,电抗器可以在轻载下尽可能平衡线路中的无功功率,防止无功功率的不当流动,减少线路上过大的功率损耗。

9、滤波电抗器的作用:这种电抗器经常广泛应用于高低压滤波柜中。安装时将与滤波电容器串联,调谐到一定的谐振频率,吸收电网中相应频率的谐波电流,消除高次谐波对主变压器或系统组成的其他电气设备的危害。滤波电抗器主要起到吸收电网谐波、提高系统功率因数和安全的作用。

三、电抗器的工作原理

在实际应用中,电抗器通常由无导磁率的空心线圈制成,可根据需要在垂直、水平和锯齿形方向上布置进行组装。当电网系统发生短路故障时,会导致强大的短路电流。如果不限制这种情况,就特别难以同时保证电气设备的持续稳定运行。因此,为了满足某一断路器开断能力的要求,应在出线断路器的位置上始终连接一个串联电抗器,以增强短路阻抗,限制短路电流。反应器的工作原理如下图所示。

由于选用了电抗器,当发生短路故障时,其较大的压降可以起到维持母线电压水平的作用,特别是可以将母线电压波动限制在较小的范围内,保证线路上的设备稳定运行而不发生故障。

标签:电抗器作用电流


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