限流電抗器

限流電抗器是限制系統內的合閘涌流、高次諧波、短路故障電流等用途的感性元件。電抗器由銅或鋁質線圈製成。冷卻方式有油浸和乾式自冷方式。支持物的結構有水泥柱式和夾持式等。

對於特種用途的電抗器，如電機起動用電抗器等無統一規格。用於限制合閘涌流的串聯電抗器按照斷路器、電流互感器的允許涌流值進行選擇。用於限制高次諧波和涌流的串聯電抗器的電抗值則按照所限制的諧波與電容器容量選擇。串聯電抗器的長期最大允許電流等於1.35倍額定電流時，電抗值不應低於90%額定電抗值。

基本介紹

• 中文名：限流電抗器
• 外文名：Current-limiting reactor
• 套用：電力工程
• 性質：科技工業產品

基本介紹

一般用於配電線路。從同一母線引出的分支饋線上往往串有限流電抗器，以限制饋線的短路電流，並維持母線電壓，不致因饋線短路而致過低。

工作原理

電力網中所採用的電抗器，實質上是一個無導磁材料的空心線圈。它可以根據需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統發生短路時，會產生數值很大的短路電流。如果不加以限制，要保持電氣設備的動態穩定和熱穩定是非常困難的。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電抗器，增大短路阻抗，限制短路電流。

由於採用了電抗器，在發生短路時，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較小，保證了非故障線路上的用戶電氣設備運行的穩定性。

功能

發電廠和變電站中裝限流電抗器的目的是限制短路電流，以便能經濟合理地選擇電器。電抗器按安裝地點和作用不同可分為線路電抗器、母線電抗器及變壓器迴路電抗器。

(1)線路電抗器。為了使出線能選用輕型斷路器以及減小饋線電纜的截面，常將線路電抗器串接在電纜饋線上。當線路電抗器後發生短路時，它不僅限制了短路電流，還能維持較高的母線剩餘電壓，以提高供電的可靠性。由於電纜的電抗值較小且有分布電容，即使短路發生在電纜末端，也會產生和母線短路差不多大小的短路電流。

(2)母線電抗器。母線電抗器串接在發電機電壓母線的分段處或主變壓器的低壓側，用來限制廠內、外短路時的短路電流，也稱為母線分段電抗器。當線路上或一段母線上發生短路時，它能限制另一段母線提供的短路電流。若能滿足要求，可省去在每條線路上裝設電抗器，以節省工程投資，但它限制短路電流的效果較小。

(3)變壓器迴路電抗器。它安裝在變壓器迴路中，用於限制短路電流，以使變壓器迴路能選用輕型斷路器。

結構類型

限流電抗器按結構形式不同可分為混凝土柱式限流電抗器和乾式空心限流電抗器，它們又各分為普通電抗器和分裂電抗器兩類。

(1)混凝土柱式限流電抗器。在電壓為6～lOkV的屋內配電裝置中，我國廣泛採用混凝土柱式限流電抗器(又稱水泥電抗器)。它由繞組、水泥支柱及支柱絕緣子構成，如圖4.96所示。

水泥電抗器結構

繞組由紗包紙絕緣的多芯鋁線在同一平面上繞成螺線形的餅式線圈疊在一起構成。為了避免磁路飽和，使電感值保持不變，常採用沒有鐵芯的空心電感繞組。

在沿繞組圓周位置均勻對稱的地方設有支架，在支架上澆注水泥成為水泥支柱，作為電抗器的骨架，並把繞組固定在骨架上。澆注成形後再放入真空罐中乾燥，因水泥的吸濕性很大，所以，乾燥後需塗漆，以防止水分浸入水泥中。

水泥電抗器具有結構較簡單、運行安全、可靠性高、電抗值線性度好、維護簡單、不易燃、價格比較便宜等優點。其主要缺點是尺寸大、笨重。

(2)分裂電抗器。為了限制短路電流和使母線有較高的殘壓，要求電抗器有較大的電抗；而為了減少正常運行時電抗器中的電壓和功率損失，要求電抗器有較小的電抗。這是一個矛盾，採用分裂電抗器有助於解決這一矛盾。

分裂電抗器在結構上與普通電抗器相似，只是在繞組中心有一個抽頭，繞組形成兩個支，其額定電流、自感抗相等。一般中間抽頭用來連線電源，兩個分支連線兩組大致相等的負載。由於兩分支有磁耦合，故正常運行和其中一個分支短路時會產生不同的電抗值。

若分裂電抗器與普通電抗器的電抗值相等，兩者在短路時的限流作用相同。但正常運行時，分裂電抗器的電壓損失只有普通電抗器的一半，而且比普通電抗器多供一倍數目的出線，從而減少了電抗器數量，減少了設備投資和占地面積，因而被廣泛套用。

(3)乾式空心限流電抗器。這是近年發展的新型限流電抗器。其繞組採用多根並聯小導線多股並行繞制，匝間絕緣強度高，因此損耗比水泥電抗器低得多；採用環氧樹脂浸透的玻璃纖維包封，整體高溫固化，因此整體性強、質量輕、噪聲低、機械強度高、可承受大短路電流的衝擊；繞組層間有通風道，對流自然冷卻性能好，且電流均勻分布在各層，動、熱穩定性高；電抗器外表面塗以特殊的抗紫外線老化的耐氣候樹脂塗料，能承受戶外惡劣的氣候條件，可在戶內、外使用。

容量的計算

電抗器容量計算公式是： SN= Ud% x( Up/ √3) x IN ， IN的單位是A。