限流电抗器

用以限制系统故障电流的电抗器

串联在电力系统中用以限制系统故障电流的电抗器。限流电抗器是限制系统内的合闸涌流、高次谐波、短路故障电流等用途的感性元件。电抗器由铜或铝质线圈制成。冷却方式有油浸和干式自冷方式。支持物的结构有水泥柱式和夹持式等。

基本介绍

一般用于配电线路。从同一母线引出的分支馈线上往往串有限流电抗器，以限制馈线的短路电流，并维持母线电压，不致因馈线短路而致过低。

工作原理

电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。

由于采用了电抗器，在发生短路时，电抗器上的电压降较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。

功能

发电厂和变电站中装限流电抗器的目的是限制短路电流，以便能经济合理地选择电器。电抗器按安装地点和作用不同可分为线路电抗器、母线电抗器及变压器回路电抗器。

(1)线路电抗器。为了使出线能选用轻型断路器以及减小馈线电缆的截面，常将线路电抗器串接在电缆馈线上。当线路电抗器后发生短路时，它不仅限制了短路电流，还能维持较高的母线剩余电压，以提高供电的可靠性。由于电缆的电抗值较小且有分布电容，即使短路发生在电缆末端，也会产生和母线短路差不多大小的短路电流。

(2)母线电抗器。母线电抗器串接在发电机电压母线的分段处或主变压器的低压侧，用来限制厂内、外短路时的短路电流，也称为母线分段电抗器。当线路上或一段母线上发生短路时，它能限制另一段母线提供的短路电流。若能满足要求，可省去在每条线路上装设电抗器，以节省工程投资，但它限制短路电流的效果较小。

(3)变压器回路电抗器。它安装在变压器回路中，用于限制短路电流，以使变压器回路能选用轻型断路器。

结构类型

限流电抗器按结构形式不同可分为混凝土柱式限流电抗器和干式空心限流电抗器，它们又各分为普通电抗器和分裂电抗器两类。

(1)混凝土柱式限流电抗器。在电压为6～lOkV的屋内配电装置中，我国广泛采用混凝土柱式限流电抗器(又称水泥电抗器)。它由绕组、水泥支柱及支柱绝缘子构成，如图《水泥电抗器结构》所示。

绕组由纱包纸绝缘的多芯铝线在同一平面上绕成螺线形的饼式线圈叠在一起构成。为了避免磁路饱和，使电感值保持不变，常采用没有铁芯的空心电感绕组。

在沿绕组圆周位置均匀对称的地方设有支架，在支架上浇注水泥成为水泥支柱，作为电抗器的骨架，并把绕组固定在骨架上。浇注成形后再放入真空罐中干燥，因水泥的吸湿性很大，所以，干燥后需涂漆，以防止水分浸入水泥中。

水泥电抗器具有结构较简单、运行安全、可靠性高、电抗值线性度好、维护简单、不易燃、价格比较便宜等优点。其主要缺点是尺寸大、笨重。

(2)分裂电抗器。为了限制短路电流和使母线有较高的残压，要求电抗器有较大的电抗；而为了减少正常运行时电抗器中的电压和功率损失，要求电抗器有较小的电抗。这是一个矛盾，采用分裂电抗器有助于解决这一矛盾。

分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是在绕组中心有一个抽头，绕组形成两个支，其额定电流、自感抗相等。一般中间抽头用来连接电源，两个分支连接两组大致相等的负载。由于两分支有磁耦合，故正常运行和其中一个分支短路时会产生不同的电抗值。

若分裂电抗器与普通电抗器的电抗值相等，两者在短路时的限流作用相同。但正常运行时，分裂电抗器的电压损失只有普通电抗器的一半，而且比普通电抗器多供一倍数目的出线，从而减少了电抗器数量，减少了设备投资和占地面积，因而被广泛应用。

(3)干式空心限流电抗器。这是近年发展的新型限流电抗器。其绕组采用多根并联小导线多股并行绕制，匝间绝缘强度高，因此损耗比水泥电抗器低得多；采用环氧树脂浸透的玻璃纤维包封，整体高温固化，因此整体性强、质量轻、噪声低、机械强度高、可承受大短路电流的冲击；绕组层间有通风道，对流自然冷却性能好，且电流均匀分布在各层，动、热稳定性高；电抗器外表面涂以特殊的抗紫外线老化的耐气候树脂涂料，能承受户外恶劣的气候条件，可在户内、外使用。

容量的计算

电抗器容量计算公式是： SN= Ud% x( Up/ √3) x IN ， IN的单位是A。

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