摘 要：電抗器依靠線圈的感抗阻礙電流變化的電器，電力系統(tǒng)網中所采用的電抗器，實質上是一個無導磁材料的空心線圈，它可以根據(jù)需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，會產生數(shù)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(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。

引言：在電力系統(tǒng)中，眾多水電站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(lián)電抗器，增大短路阻抗，限制短路電流，由于采用了電抗器，在發(fā)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(wěn)定性。

  一、電抗器的分類

  由于電網容量的擴大，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， ******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短路瞬間系統(tǒng)的電壓保持不變。電抗器按用途分為七種：

  1、并聯(lián)電抗器：一般接在超高壓輸電線的末端和地之間，起無功補償作用。

  2、起動電抗器：與電動機串聯(lián)，限制其起動電流。

  3、消弧電抗器：又稱消弧線圈。接于三相變壓器的中性點與地之間，用以在三相電網的一相接地時供給電感性電流，以補償流過接地點的電容性電流，使電弧不易起燃，從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓。

  4、通信電抗器：又稱阻波器。串聯(lián)在兼作通信線路用的輸電線路中，用以阻擋載波信號，使之進入接收設備。

  5、電爐電抗器：與電爐變壓器串聯(lián)，限制其短路電流。

  6、限流電抗器：串聯(lián)于電力電路中，以限制短路電流的數(shù)值。

  7、濾波電抗器：用于整流電路中減少不平穩(wěn)電流(竹流電流)上紋波的幅值，也可與電容器構成對某種頻率能發(fā)生共振的電路，以消除電力電路某次諧波的電壓或電流。

  二、電抗器的作用

  電力系統(tǒng)中所采取的電抗器常見的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網中的高次諧波。220kV、110kV、35kV、10kV電網中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的?？梢酝ㄟ^調整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調整運行電壓。超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關運行狀況的多種功能，主要包括：

  （1）輕空載或輕負荷線路上的電容效應，以降低工頻暫態(tài)過電壓。

  （2）改善長輸電線路上的電壓分布。

  （3）使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動 同時也減輕了線路上的功率損失。

  （4）在大機組與系統(tǒng)并列時，降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機同期并列。

  （5）防止發(fā)電機帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象。

  （6）當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于采用。

  電抗器按接線可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。串聯(lián)電抗器通常起限流作用，并聯(lián)電抗器經常用于無功補償和濾波。

  (1) 并聯(lián)電抗器：在超高壓遠距離輸電系統(tǒng)中，連接于變壓器的三次線圈上。用于補償線路的電容性充電電流，限制系統(tǒng)電壓升高和操作過電壓，保證線路可靠運行。

  (2) 串聯(lián)電抗器：安裝在電容器回路中，在電容器回路投入時起到抑制沖擊電流的作用，同時還與電容器組一起組成調諧回路，起特定的諧波濾除作用。

  三、電抗器使用期限的問題

  電抗器在額定負載下長期正常運行的時間，就是所談的電抗器的使用期限。電抗器使用期限由制造它的材料所決定。制造電抗器的材料有金屬材料和絕緣材料兩大類。金屬材料耐高溫，而絕緣材料長期在較高的溫度、電場和磁場作用下，會逐漸失去原有的力學性能和絕緣性能，例如變脆、機械強度減弱、電擊穿。這個漸變的過程就是絕緣材料的老化。溫度愈高，絕緣材料的力學性能和絕緣性能減弱得越快；絕緣材料含水分愈多，老化也愈快。電抗器中的絕緣材料要承受電抗器運行產生的負荷和周圍環(huán)境的作用，這些負荷的總和、強度和作用時間決定絕緣材料的使用期限。

  四、電抗器的運用實例

  隨著電力電子技術的廣泛應用與發(fā)展，供電系統(tǒng)中增加了大量的非線性負載，如低壓小容量家用電器和高壓大容量的工業(yè)用交、直流變換裝置，特別是靜止變流器的采用，由于它是以開關方式工作的，會引起電網電流、電壓波形發(fā)生畸變，從而引起電網的多次諧波。 這不僅會導致供用電設備本身的安全性降低，而且會嚴重削弱和干擾電網的經濟運行，形成了對電網的嚴重危害。因此電抗器在電力系統(tǒng)中被廣泛運用，其保護作用顯而易見，故在各大、中、小型水電站水輪發(fā)電機中性點、出線側、進線側均裝有各類型電抗器，如：

  1、河北張河灣抽水蓄能水電站發(fā)電電動機電動工況啟動回路中接3組限流電抗器，限流電抗器布置于主變及開關室管道層1#2#，3#4#主變室之間的電抗器室內，分別通過離相封閉母線T接到1＃、3＃機主母線上(包括在輸入側限流電抗器和輸出側限流電抗器)等。

  2、安徽響水澗抽水蓄能水電站發(fā)電電動機電動工況啟動回路中的輸入電抗器2組6只、輸出電抗器1組3只直流電抗器2臺，分別布置于主變洞高程-29.10m SFC室、高程-36.60m的SFC變壓器室、1#2#機間、3#4#機間電抗器室及1#、2#高壓廠變室內，分別通過離相封閉母線T接到1#2#、3#4#機主母線上等。

  3、福建仙游抽水蓄能水電站發(fā)電電動機電動工況啟動的輸入電抗器、直流平波電抗器，在1#和4#機主回路通過分支母線與SFC輸入電抗器連接等。

  4、三峽左岸及右岸水輪發(fā)電機組500kV升壓變中性點電抗器接地等。

  5、三峽地電500kV并聯(lián)電抗器，布置在高程151.5m地面升壓站并聯(lián)電抗器布置室內，三相并聯(lián)電抗器連接成星形，中性點經小電抗器接地。

  6、向家壩左岸及右岸水電站500kV升壓變壓器中性點經702kVA電抗器接地。

  7、金沙江觀音巖水電站500kV敞開式出線站線路通信電抗器(阻波器)，用以阻擋載波信號，使之進入接收設備等。

  8、青海黃河黃豐水電站、大河家水電站330kV 升壓變壓器中性點經小電抗器接地。

  9、苗家壩水電站330kV升壓變壓器中性點經小電抗器接地。

  10、新疆和田波波娜水電站水輪發(fā)電機組中性點消弧線圈、發(fā)電機高壓出口柜和廠用電10kV高壓開關柜串聯(lián)的電抗器等。

五、結論

  隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，大量的發(fā)電廠、變電站也應運而生。而電力系統(tǒng)是否穩(wěn)定運行直接影響著社會的穩(wěn)定和經濟的發(fā)展，因此為電網提供能源的源頭――發(fā)電廠、水電站是否穩(wěn)定和安全也顯得極其關鍵，電抗器作為發(fā)電廠、水電站及變電站的主要電氣設備，其制造、技術、安裝及運行質量直接影響到電網的安全平穩(wěn)運行，因此，電抗器在電力系統(tǒng)中不可或缺，其保護作用也顯得尤為重要和突出。

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