并联电抗器的种类及特点
充油电抗器的外形与 变压器 相似,但内部结构不同。变压器的绕组有一次绕组和二次绕组,铁心磁路中没有气隙,而电抗器只是一个磁路带气隙的 电感 线圈。由于系统运行的需要,要求电抗器的电抗值在一定范围内恒定,即电压与 电流 关系是线性的,所以,并联电抗器磁路中必须带有气隙。
并联电抗器按铁心的结构可分为两种,即壳式电抗器和心式电抗器。
1壳式电抗器
壳式电抗器线圈中的主磁通是空心的,不放置导磁介质,也就是线圈内无铁心,在线圈外部装有用硅 钢片 叠成的框架(铁轭)以引导主磁通。一般壳式电抗器磁通密度较低,为1.5~1.6倍的额定电压,饱和后的动态电感仍为饱和前的60%以上。
壳式电抗器由于没有主铁心,电磁力小,相应的噪声和 振动 比较小,而且加工方便,冷却条件好,由于铁轭屏蔽了线圈,外部漏磁通小,油箱和其他金属构件中的附加损耗小。但壳式结构线圈内无铁心,磁通密度低,要达到一定的电抗值,则要比心式匝数多,这样,增加了铜的用量,铜、铁损耗也增加,有效材料也要增加。另外,壳式电抗器的线圈通过磁通的辐向分量较大,所以线圈中的附加损耗往往达到线圈 电阻 损耗的75%~100%,大于心式电抗器。
2心式电抗器
心式电抗器具有带多个气隙的铁心,外套线圈。气隙一般由不导磁的砚石组成。由于其铁心磁通密度高,因此材料消耗少,结构紧凑,自振频率高,存在低频共振的可能性较少。心式结构通常在1.2~1.3的额定电压才能出现饱和。主要缺点是加工复杂,技术要求高,振动和噪声较大
目前我国 制造 的高电压大容量并联电抗器只采用心式结构。
并联电抗器特点
1.削弱空载或轻载时长线路的 电容 效应所引起的工频电压升高。
(1)这种电压升高是由于空载或轻载时,线路的电容(对地电容和相间电容)电流在线路的电感上的压降所引起的。它将使线路电压高于电源电压。当愈严重,通常线路愈长,则电容效应愈大,工频电压升高也愈大。
(2)对超高压远距离输 电线 路而言,空载或轻载时线路电容的充电功率是很大的,通常充电功率随电压的平方面急剧增加,巨大的充电功率除引起上述工频电压升高现象之外,还将增大线路的功率和电能损耗以及引起自励磁,同期困难等问题。装设并联电抗器可以补偿这部分充电功率。
2.改善沿线电压分布和轻载线路中的无功分布并降低线损。
当线路上传输的功率不等于自然功率时,则沿线各点电压将偏离额定值,有时甚至偏离较大,如依靠并联电抗器的补偿,则可以仰低线路电压得升高。
3.减少潜供电流,加速潜供电弧的熄灭,提高线路自动重合闸的成功率。
(1)所谓潜供电流,是指当发生单相瞬时接地故障时,在故障相两侧断开后,故障点处弧光中所存在的残余电流。
(2)产生潜供电流的原因:故障相虽以被切断电源,但由于非故障相仍带电运行,通过相间电容的影响,两相对故障点进行电容性供电;由于相间互感的影响,故障相上将被感应出一个电势,在此电势的作用下通过故障点及相对地电容将形成一个环流,通常把上述两部分电流的总和称之为潜供电流。潜供电流的存在,使得系统发生单相瞬时接地 短路 处的潜供电弧不可能很快熄灭,将会影响单相自动综合闸的成功率。
(3)并联电抗器的中性点经小抗接地的方法来补偿潜供电流,从而加快潜供电弧的熄灭。
4.有利于消除 发电 机的自励磁。
当同步发电机带容性负载(远距离输电线路空载或轻载运行)时,发电机的电压将会自发地建立而不与发电机的励磁电流相对应,即发电机自励磁,此时系统电压将会升高,通过在长距离高压线路上接入并联电抗器,则可以改变线路上发电机端点的出口 阻抗 ,有效防止发电机自励磁。
5.提高电网功率因数