1、发电厂变电站电气设备发电厂变电站电气设备发电厂变电站电气设备发电厂变电站电气设备第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 电力系统中性点的运行方式电力系统中性点的运行方式第三章第三章 电弧及电气触头的基本知识电弧及电气触头的基本知识 第四章第四章 低压电器低压电器 第五章第五章 熔断器熔断器 第六章第六章 高压开关电器高压开关电器 第七章第七章 互感器互感器 第八章第八章 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子 第九章第九章 电力电容器和电抗器电力电容器和电抗器 第十章第十章 电气主接线电气主接线 第十一章第十一章 自用电接线自用电接线 第十二章第十二章 配电装置配电装置 第十三章第十三章 接
2、地装置接地装置第十四章第十四章 电气设备的选择电气设备的选择第九章第九章 电力电容器和电抗器电力电容器和电抗器 第一节电力电容器第二节电抗器本章小结思考练习 电力电容器 9.1 电力电容器l一、电力电容器的种类和作用一、电力电容器的种类和作用l 电力电容器主要用于电力系统和电工设备。任意两块金属导体，电力电容器主要用于电力系统和电工设备。任意两块金属导体，中间用绝缘介质隔开，就可以构成一个电容器。电容器电容的大小，中间用绝缘介质隔开，就可以构成一个电容器。电容器电容的大小，由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的特性来决定。当电容器在交流电由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的特性来决定。当电容器在交流电压
3、下使用时，常以其无功功率表示电容器的容量，单位为乏或千乏。压下使用时，常以其无功功率表示电容器的容量，单位为乏或千乏。l并联电容器并联电容器：又称为移相电容器。主要用来补偿电力系统感性负载的：又称为移相电容器。主要用来补偿电力系统感性负载的无功功率，以提高系统的功率因数，改善电能质量，降低线路损耗；无功功率，以提高系统的功率因数，改善电能质量，降低线路损耗；还可以直接与异步电机的定子绕组并联，构成自激运行的异步发电装还可以直接与异步电机的定子绕组并联，构成自激运行的异步发电装置。置。l 串联电容器串联电容器：又叫做纵向补偿电容器，：又叫做纵向补偿电容器，串联于工频高压输、配电线路中，串联于工频
4、高压输、配电线路中，主要用来补偿线路的感抗，提高线路末端电压水平，提高系统的动、主要用来补偿线路的感抗，提高线路末端电压水平，提高系统的动、静态稳定性，改善线路的电压质量，增长输电距离和增大电力输送能静态稳定性，改善线路的电压质量，增长输电距离和增大电力输送能力。力。l 耦合电容器耦合电容器：主要用于高压及超高压输电线路的载波通信系统，同：主要用于高压及超高压输电线路的载波通信系统，同时也可作为测量、控制、保护装置中的部件。时也可作为测量、控制、保护装置中的部件。l 均压电容器均压电容器：又叫断路器电容器，一般并联于断路器的断口上，使：又叫断路器电容器，一般并联于断路器的断口上，使各断口间的电
5、压在开断时分布均匀。各断口间的电压在开断时分布均匀。l 脉冲电容器脉冲电容器：主要起贮能作用，用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、主要起贮能作用，用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基本贮能元件。断路器试验用振荡回路等基本贮能元件。二、电力电容器电力电容器的基本结构l基本结构：电容元件、浸渍剂、紧固件、引线、外壳和套管。高压并联电容器外观图（1）电容元件l 用一定厚度和层数的用一定厚度和层数的固体介质与铝箔电极卷制固体介质与铝箔电极卷制而成。若干个电容元件并而成。若干个电容元件并联和串联起来，组成电容联和串联起来，组成电容器芯子。电容元件用铝箔器芯子。电容元件用铝箔作电极
6、，用复合绝缘薄膜作电极，用复合绝缘薄膜绝缘。电容器内部绝缘油绝缘。电容器内部绝缘油作浸渍介质。在电压为作浸渍介质。在电压为10kV10kV及以下的高压电容器及以下的高压电容器内，每个电容元件上都串内，每个电容元件上都串有一熔丝，作为电容器的有一熔丝，作为电容器的内部短路保护。当某个元内部短路保护。当某个元件击穿时，其他完好元件件击穿时，其他完好元件即对其放电，使熔丝在毫即对其放电，使熔丝在毫秒级的时间内迅速熔断，秒级的时间内迅速熔断，切除故障元件，从而使电切除故障元件，从而使电容器能继续正常工作容器能继续正常工作。高压并联电容器内部电气连接示意图 R放电电阻；F熔丝；C元件电容（2）浸渍剂 电
7、容器芯子一般放于浸渍剂中，以提高电容元件的介质电容器芯子一般放于浸渍剂中，以提高电容元件的介质耐压强度，改善局部放电特性和散热条件。浸渍剂一般耐压强度，改善局部放电特性和散热条件。浸渍剂一般有矿物油、氯化联苯、有矿物油、氯化联苯、SF6SF6气体等。气体等。（3）外壳、套管外壳一般采用薄钢板焊接而成，表面涂阻燃漆，壳盖外壳一般采用薄钢板焊接而成，表面涂阻燃漆，壳盖上焊有出线套管，箱壁侧面焊有吊攀、接地螺栓等。上焊有出线套管，箱壁侧面焊有吊攀、接地螺栓等。大容量集合式电容器的箱盖上还装有油枕或金属膨胀大容量集合式电容器的箱盖上还装有油枕或金属膨胀器及压力释放阀，箱壁侧面装有片状散热器、压力式器及
8、压力释放阀，箱壁侧面装有片状散热器、压力式温控装置等。接线端子从出线瓷套管中引出。温控装置等。接线端子从出线瓷套管中引出。l目前在我国低压系统中采用自愈目前在我国低压系统中采用自愈式电容器。式电容器。特点：具有优良的自愈性能、特点：具有优良的自愈性能、介质损耗小、温升低、寿命长、介质损耗小、温升低、寿命长、体积小、重量轻。体积小、重量轻。结构：采用聚丙烯薄膜作为结构：采用聚丙烯薄膜作为固体介质，表面蒸镀了一层很薄固体介质，表面蒸镀了一层很薄的金属作为导电电极。当作为介的金属作为导电电极。当作为介质的聚丙烯薄膜被击穿时，击穿质的聚丙烯薄膜被击穿时，击穿电流将穿过击穿点。由于导电的电流将穿过击穿点
9、。由于导电的金属化镀层电流密度急剧增大，金属化镀层电流密度急剧增大，并使金属镀层产生高热，使击穿并使金属镀层产生高热，使击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散，点周围的金属导体迅速蒸发逸散，形成金属镀层空白区，击穿点自形成金属镀层空白区，击穿点自动恢复绝缘。动恢复绝缘。低压自愈式电容器结构1心轴；2喷合金层；3金属化层；4薄膜三、电力电容器的型号三、电力电容器的型号l电容器的型号由字母和数字两部分组成：1 2-3-4-5 6 1：字母部分。第一位字母是系列代号，表示电容器的用途特征：A交流滤波电容器；B并联电容器；C串联电容器；D直流滤波电容器；E交流电动机电容器；F防护电容器；J断路器电容器；M脉
10、冲电容器；O耦合电容器；R电热电容器；X谐振电容器；Y标准电容器（移相，旧型号）；Z直流电容器。第二位字母是介质代号，表示液体介质材料种类：Y矿物油浸纸介质；W烷基苯浸纸介质；G硅油浸纸介质；T偏苯浸纸介质；F二芳基乙烷浸介质；B异丙基联苯浸介质；Z植物油浸渍介质；C篦麻油浸渍介质。第三位字母也是介质代号，表示固体介质材料种类：F纸、薄膜复合介质；M全聚丙烯薄膜；无标记全电容器纸。第四位字母表示极板特性：J金属化极板。2：额定电压（kV）；3：额定容量（kvar）；4：相数，1单相，3三相；5：使用场所，W户外式，不标记户内式；6：尾注号，表示补充特性：B可调式；G高原地区用；TH湿热地区用；
11、H污秽地区用；R内有熔丝。三、电力电容器的型号三、电力电容器的型号l例如：例如：（1 1）BFM 12BFM 122002001W1W，B B表示并联电容器；表示并联电容器；F F表示浸渍剂为二芳基乙烷；表示浸渍剂为二芳基乙烷；M M表示全膜介质；表示全膜介质；1212表示表示额定电压（额定电压（kVkV）；）；200200表表示额定容量（示额定容量（kvarkvar）；）；1 1表示相数（单相）；表示相数（单相）；W W尾尾注号（户外使用）。注号（户外使用）。l（2 2）BCMJ 0.4BCMJ 0.4153153，B B表示并联电容器；表示并联电容器；C C表示表示浸渍剂为篦麻油；浸渍剂为
12、篦麻油；M M表示表示全膜介质；全膜介质；J J表示金属化表示金属化产品；产品；0.40.4表示额定电压表示额定电压（kVkV）；）；1515表示额定容量表示额定容量（kvarkvar）；）；3 3表示三相。表示三相。BCMJ-1.14-3-3自愈式低压并联电容器（三相）外观图BFM系列高压电力电容器电力电容器外观图电容器的接线方式l接线方式分为三角形接线和星形接线三角形接线：当电容器额定电压按电网的线电压选择时，应采用三角形接线。星形接线：当电容器额定电压低于电网的线电压时，应采用星形接线。相同的电容器，接成三角形接线，因电容器上所加电压为线电压，所补偿的无功容量则是星形接线的三倍。若是补偿
13、容量相同，采用三角形接线比星形接线可节约电容值三分二，因此在实际工作中，电容器组多接成三角形接线。若某一电容器内部击穿，当电容器采用三角形接线时，就形成了相间短路故障，有可能引起电容器膨胀、爆炸、使事故扩大；当采用星形接线当某一电容器击穿时，不形成相间短路故障。电容器的接线方式四、电力电容器的无功补偿四、电力电容器的无功补偿l1.1.补偿容量的配置原则补偿容量的配置原则l 全面规划、合理布局、分级补偿、就全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡地平衡无功补偿的原理无功补偿的原理在交流电路中，由电源供给负载的电功率有在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。两种；
14、一种是有功功率，一种是无功功率。有功功率有功功率是保持用电设备正常运行所需的是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。量（机械能、光能、热能）的电功率。无功补偿的原理无功补偿的原理l 无功功率无功功率比较抽象，它用于电路内电场与比较抽象，它用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，
15、就要消耗无功功率。无功功率决要建立磁场，就要消耗无功功率。无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器就不会转
16、动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。不会吸合。无功补偿的原理无功补偿的原理l在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电磁场，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。但是从发电机和高压
17、输电线供给的无功功率远远满足不了但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。备才能在额定电压下工作。无功补偿的基本原理无功补偿的基本原理是：把具有是：把具有容性功率负荷的装置容性功率负荷的装置与感与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输交换。这样，感性负荷
18、所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。出的无功功率补偿。不过在确定无功补偿容量时应注意在轻负荷时要避免过补不过在确定无功补偿容量时应注意在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功功率会造成功率损耗增加；另外功率因数越偿，倒送无功功率会造成功率损耗增加；另外功率因数越高，补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功高，补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到率因数提高到0.950.95就是合理补偿就是合理补偿 四、电力电容器的无功补偿四、电力电容器的无功补偿2补偿方式补偿方式l （1）集中补偿:把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧母线上，并装设自动控制设备，使之能随负荷的
19、变化而自动投切。电容器集中补偿接线图电容器接在变压器一次侧时，可使线路损耗降低，一次母线电容器接在变压器一次侧时，可使线路损耗降低，一次母线电压升高，但对变压器及其二次侧没有补偿作用，而且安装电压升高，但对变压器及其二次侧没有补偿作用，而且安装费用高；电容器安装在变压器二次侧时，能使变压器增加出费用高；电容器安装在变压器二次侧时，能使变压器增加出力，并使二次侧电压升高，补偿范围扩大，安装、运行、维力，并使二次侧电压升高，补偿范围扩大，安装、运行、维护费用低。护费用低。优点：电容器的利用率较高，管理方便，能够减少电源线优点：电容器的利用率较高，管理方便，能够减少电源线路和变电所主变压器的无功负荷
20、。路和变电所主变压器的无功负荷。缺点：不能减少低压网络和高压配出线的无功负荷，需另缺点：不能减少低压网络和高压配出线的无功负荷，需另外建设专门房间。工矿企业目前多采用集中补偿方式。外建设专门房间。工矿企业目前多采用集中补偿方式。四、电力电容器的无功补偿四、电力电容器的无功补偿l（2 2）分组补偿）分组补偿:将全部电容器分别安装于功率因数较低的将全部电容器分别安装于功率因数较低的各配电用户的高压侧母线上，可与部分负荷的变动同时投各配电用户的高压侧母线上，可与部分负荷的变动同时投入或切除。入或切除。采用分组补偿时，补偿的无功不再通过主干线以上线采用分组补偿时，补偿的无功不再通过主干线以上线路输送，
21、从而降低配电变压器和主干线路上的无功损耗，路输送，从而降低配电变压器和主干线路上的无功损耗，因此分组补偿比集中补偿降损节电效益显著。这种补偿方因此分组补偿比集中补偿降损节电效益显著。这种补偿方式补偿范围更大，效果比较好，但设备投资较大，利用率式补偿范围更大，效果比较好，但设备投资较大，利用率不高，一般适用于补偿容量小、用电设备多而分散和部分不高，一般适用于补偿容量小、用电设备多而分散和部分补偿容量相当大的场所。补偿容量相当大的场所。优点：电容器的利用率比单独就地补偿方式高，能减优点：电容器的利用率比单独就地补偿方式高，能减少高压电源线路和变压器中的无功负荷。少高压电源线路和变压器中的无功负荷。
22、缺点：不能减少干线和分支线的无功负荷，操作不够缺点：不能减少干线和分支线的无功负荷，操作不够方便，初期投资较大。方便，初期投资较大。四、电力电容器的无功补偿四、电力电容器的无功补偿四、电力电容器的无功补偿四、电力电容器的无功补偿l（3 3）个别补偿）个别补偿:即对个别功率因数即对个别功率因数特别不好的大容量电气设备及所需特别不好的大容量电气设备及所需无功补偿容量较大的负荷，或由较无功补偿容量较大的负荷，或由较长线路供电的电气设备进行单独补长线路供电的电气设备进行单独补偿。把电容器直接装设在用电设备偿。把电容器直接装设在用电设备的同一电气回路中，与用电设备同的同一电气回路中，与用电设备同时投切。
23、图中的电动机同时又是电时投切。图中的电动机同时又是电容器的放电装置。容器的放电装置。l用电设备消耗的无功能就地补偿，用电设备消耗的无功能就地补偿，能就地平衡无功电流，但电容器利能就地平衡无功电流，但电容器利用率低。一般适用于容量较大的高、用率低。一般适用于容量较大的高、低压电动机等用电设备的补偿低压电动机等用电设备的补偿 优点：补偿效果最好。优点：补偿效果最好。缺点：电容器将随着用电设备一缺点：电容器将随着用电设备一同工作和停止，所以利用率较低、同工作和停止，所以利用率较低、投资大、管理不方便。投资大、管理不方便。电容器个别补偿接线图补偿容量选择原理l实际做功的有功电流为：IR；l补偿前感性电
24、流为：IL0；l线路总电流为：I0；l并联电容器后，容性电流为:Ic；l补偿后线路感性电流减为：IL；l补偿后线路总电流为：I；l如要将功率因数从cos1提高到 cos2，需要的电容电流为：Ic=IL0-IL=IR(tg1-tg2)即:Q=P(tg1-tg2)五、电力电容器的使用知识五、电力电容器的使用知识 l1.1.检查和维护检查和维护l （1 1）新装电容器组投入运行前应经过交接试验，并达到合格；布）新装电容器组投入运行前应经过交接试验，并达到合格；布置合理；接线正确，电压应与电网额定电压相符；放电装置符合规程置合理；接线正确，电压应与电网额定电压相符；放电装置符合规程要求，并经试验合格；
25、电容器组的控制、保护和监视回路均应完善，要求，并经试验合格；电容器组的控制、保护和监视回路均应完善，温度计齐全，并试验合格，整定值正确；与电容器组连接的电缆、断温度计齐全，并试验合格，整定值正确；与电容器组连接的电缆、断路器、熔断器等电气设备应试验合格；三相间的容量保持平衡，误差路器、熔断器等电气设备应试验合格；三相间的容量保持平衡，误差值不应超过一相总容量的值不应超过一相总容量的5%5%；外观检查应良好，无渗漏油现象；电容；外观检查应良好，无渗漏油现象；电容器室的建筑结构和通风措施均应符合规程要求。器室的建筑结构和通风措施均应符合规程要求。l （2 2）对运行中的电容器组应检查：电容器外壳有
26、无膨胀、漏油痕）对运行中的电容器组应检查：电容器外壳有无膨胀、漏油痕迹；有无异常声响和火花；熔断器是否正常；放电指示灯是否熄灭；迹；有无异常声响和火花；熔断器是否正常；放电指示灯是否熄灭；记录有关电压表、电流表、温度表的读数。如发现箱壳明显膨胀应停记录有关电压表、电流表、温度表的读数。如发现箱壳明显膨胀应停止使用或更换电容器，以免发生故障。外壳渗油不严重可将外壳渗漏止使用或更换电容器，以免发生故障。外壳渗油不严重可将外壳渗漏处除锈、焊接、涂漆，渗漏严重的必须更换。严重异常时应立即退出处除锈、焊接、涂漆，渗漏严重的必须更换。严重异常时应立即退出运行，更换电容器。运行，更换电容器。l （3 3）必
27、要时可以短时停电并检查：各螺丝接点的松紧和接触情况；）必要时可以短时停电并检查：各螺丝接点的松紧和接触情况；放电回路是否完好；风道有无积尘，并清扫电容器的外壳、绝缘子和放电回路是否完好；风道有无积尘，并清扫电容器的外壳、绝缘子和支架等处的灰尘；检查外壳的保护接地线是否完好；继电保护、熔断支架等处的灰尘；检查外壳的保护接地线是否完好；继电保护、熔断器等保护装置是否完整可靠，断路器、馈电线等是否良好。器等保护装置是否完整可靠，断路器、馈电线等是否良好。六、电容器的安全运行l电容器应在额定电压下运行。如暂时不可能，可允许在超过额定电压5的范围内运行；当超过额定电压1.1倍时，只允许短期运行。但长时间
28、出现过电压情况时，应设法消除。l电容器应维持在三相平衡的额定电流下进行工作。如暂不可能，不允许在超过1.3倍额定电流下长期工作，以确保电容器的使用寿命。l装置电容器组地点的环境温度不得超过+40，24h内平均温度不得超过+30，一年内平均温度不得超过+20。电容器外壳温度不宜60。超过如发现超过上述要求时，应采用人工冷却，必要时将电容器组与网路断开。电容器的投入和退出l当功率因数低于0.9、电压偏低时应投入；l当功率因数趋近于1且有超前趋势、电压偏高时应退出。l发生下列故障之一时，应紧急退出：连接点严重过热甚至熔化；瓷套管闪络放电；外壳膨胀变形；电容器组或放电装置声音异常；电容器冒烟、起火或爆
29、炸。电容器的投入和退出l注意事项：(1)电力电容器组在接通前应用兆欧表检查放电网络。l(2)接通和断开电容器组时，必须考虑以下几点：l当汇流排(母线)上的电压超过1.1倍额定电压最大允许值时，禁止将电容器组接入电网。l在电容器组自电网断开后1min内不得重新接入，但自动重复接入情况除外。l在接通和断开电容器组时，要选用不能产生危险过电压的断路器，并且断路器的额定电流不应低于1.3倍电容器组的额定电流。电容器的操作l(1)(1)在正常情况下，全所停电操作时，应先断开在正常情况下，全所停电操作时，应先断开电容器组断路器后，再拉开各路出线断路器。恢电容器组断路器后，再拉开各路出线断路器。恢复送电时应
30、与此顺序相反。复送电时应与此顺序相反。l(2)(2)事故情况下，全所无电后，必须将电容器组事故情况下，全所无电后，必须将电容器组的断路器断开。的断路器断开。l(3)(3)电容器组断路器跳闸后不准强送电。保护熔电容器组断路器跳闸后不准强送电。保护熔丝熔断后，未经查明原因之前，不准更换熔丝送丝熔断后，未经查明原因之前，不准更换熔丝送电。电。l(4)(4)电容器组禁止带电荷合闸。电容器组再次合电容器组禁止带电荷合闸。电容器组再次合闸时，必须在断路器断开闸时，必须在断路器断开3min3min之后才可进行。之后才可进行。9.2电抗器l最通俗的讲，能在电路中起到阻抗的作用的东最通俗的讲，能在电路中起到阻抗
31、的作用的东西，我们叫它电抗器。电抗器是依靠线圈的感西，我们叫它电抗器。电抗器是依靠线圈的感抗作用来限制短路电流的数值的。抗作用来限制短路电流的数值的。l电抗器也叫做电感器，一个导体通电时就会在电抗器也叫做电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围内产生磁场，所以所其所占据的一定空间范围内产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电的长直导体的电感比较小，所产生的磁而通电的长直导体的电感比较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称为空心电抗器。有时为了让这只螺线形式，称
32、为空心电抗器。有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称为铁心电抗器。称为铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗，比较电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电容器）统称为电抗器，然而由于过去先有了电容器）统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称谓电抗器，所以现在人们所说感器，并且被称谓电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器。器。一、电抗器的分类和作用一、电抗器的分类和作用l 按相数分：单相和三相电抗器按相数分：单相
33、和三相电抗器l 按冷却装置种类分：干式和油浸按冷却装置种类分：干式和油浸电抗器电抗器l 按结构特征分：空心式电抗器、按结构特征分：空心式电抗器、铁心式电抗器铁心式电抗器 l 按安装地点分：户内型和户外型按安装地点分：户内型和户外型电抗器电抗器l 按用途分：按用途分：l 1)1)并联电抗器并联电抗器:一般接在超高压一般接在超高压输电线的末端和地之间，起无功补偿输电线的末端和地之间，起无功补偿作用。作用。l 2 2）限流电抗器）限流电抗器:串联于电力电路串联于电力电路中，以限制短路电流的数值中，以限制短路电流的数值电抗器常用的符号 LKGK（L）系列干式空心滤波电抗器电抗器 3 3）滤波电抗器）滤
34、波电抗器:在滤波器中与电容在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。谐波。4 4）消弧电抗器）消弧电抗器:又称消弧线圈，又称消弧线圈，接在三相变压器的中性点和地之接在三相变压器的中性点和地之间，用以在三相电网的一相接地间，用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流，补偿流过中时供给电感性电流，补偿流过中性点的电容性电流，使电弧不易性点的电容性电流，使电弧不易持续起燃，从而消除由于电弧多持续起燃，从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。次重燃引起的过电压。消弧线圈阻波器 5）通信电抗器）通信电抗器:又称阻波器，串联在兼作通信又称阻波器，串联在兼作通信线路用
35、的输电线路中，用来阻挡载波信号，使之线路用的输电线路中，用来阻挡载波信号，使之进入接收设备，以完成通信的作用进入接收设备，以完成通信的作用 6）电炉电抗器）电炉电抗器:和电炉变压器串联，用来限和电炉变压器串联，用来限制变压器的短路电流制变压器的短路电流 中频电炉用电抗器7 7）起动电抗器）起动电抗器:和电动机串联，用来限制电动和电动机串联，用来限制电动机的起动电流。机的起动电流。交流电动机在额定电压下起动时，初始起动电交流电动机在额定电压下起动时，初始起动电流将是很大的，往往超过额定电流的许多倍，流将是很大的，往往超过额定电流的许多倍，为了降低起动电流，通常采用降低电压的方法为了降低起动电流，
36、通常采用降低电压的方法来起动交流电动机，常用的降压方法是采用电来起动交流电动机，常用的降压方法是采用电抗器或自耦变压器。交流电动机的起动过程很抗器或自耦变压器。交流电动机的起动过程很短，起动后就将降压起动用的电抗器或自耦变短，起动后就将降压起动用的电抗器或自耦变压器切除。压器切除。起动电抗器的工作制度属于短时工作制，负载起动电抗器的工作制度属于短时工作制，负载时间通常为时间通常为2min.2min.QKSG起动电抗器电抗器二、并联电抗器二、并联电抗器l1.并联电抗器型号并联电抗器型号l 并联电抗器电抗器的型号表示和含义如下：1-2/3 1：产品型号字母l 2：额定容量（kvar）l 3：电压等
37、级（kV）2.并联电抗器的作用并联电抗器的作用l1 1）中压并联电抗器一般并联接于大型发电）中压并联电抗器一般并联接于大型发电厂或厂或110110500kV500kV变电站的变电站的6 663kV63kV母线上，母线上，用来吸收电缆线路的充电容性无功。通过用来吸收电缆线路的充电容性无功。通过调整并联电抗器的数量，向电网提供可阶调整并联电抗器的数量，向电网提供可阶梯调节的感性无功，补偿电网剩余的容性梯调节的感性无功，补偿电网剩余的容性无功，调整运行电压，保证电压稳定在允无功，调整运行电压，保证电压稳定在允许范围内。许范围内。l （2 2）超高压并联电抗器一般并联接于）超高压并联电抗器一般并联接于
38、330kV330kV及以上的超高压线路上，主要作用：及以上的超高压线路上，主要作用：l 1 1）降低工频过电压。装设并联电抗器）降低工频过电压。装设并联电抗器吸收线路的充电功率，防止超高压线路空吸收线路的充电功率，防止超高压线路空载或轻负荷运行时，线路的充电功率造成载或轻负荷运行时，线路的充电功率造成线路末端电压升高。线路末端电压升高。l 2 2）降低操作过电压。装设并联电抗器）降低操作过电压。装设并联电抗器可限制由于突然甩负荷或接地故障引起的可限制由于突然甩负荷或接地故障引起的过电压，避免危及系统的绝缘。过电压，避免危及系统的绝缘。l 3 3）避免发电机带长线出现的自励磁谐）避免发电机带长线
39、出现的自励磁谐振现象。振现象。l 4 4）有利于单相自动重合闸。并联电抗）有利于单相自动重合闸。并联电抗器与中性点小电抗配合，有利于超高压长器与中性点小电抗配合，有利于超高压长距离输电线路单相重合闸过程中故障相的距离输电线路单相重合闸过程中故障相的消弧，从而提高单相重合闸的成功率。消弧，从而提高单相重合闸的成功率。并联电抗器电抗器的应用（a）663kV中压并联电抗器电抗器的接线；（b）超高压并联电抗器电抗器的接线并联电抗器的作用l1削弱线路的电容效应，降低工频暂态过电压，并进而限制操作过电压的幅值。l2改善沿线电压分布，提高负载线路中的母线电压，增加了系统的稳定性及输电能力。l3改善轻负载线路
40、中的无功分布，降低有功损耗。3.并联电抗器的结构并联电抗器的结构 l（1 1）空心式电抗器）空心式电抗器 空心式电抗器没有铁芯，只有线圈，磁路为非导磁体，因而磁阻空心式电抗器没有铁芯，只有线圈，磁路为非导磁体，因而磁阻很大，电感值很小，且为常数。很大，电感值很小，且为常数。空心电抗器的结构形式多种多样，空心电抗器的结构形式多种多样，用混凝土将绕好的电抗线圈浇装成一个牢固的整体的被称为水泥电抗用混凝土将绕好的电抗线圈浇装成一个牢固的整体的被称为水泥电抗器，用绝缘压板和螺杆将绕好的线圈拉紧的被称为夹持式空心电抗器，器，用绝缘压板和螺杆将绕好的线圈拉紧的被称为夹持式空心电抗器，将线圈用玻璃丝包绕成牢
41、固整体的被称为绕包式空心电抗器将线圈用玻璃丝包绕成牢固整体的被称为绕包式空心电抗器l空心电抗器通常是干式的，也有油浸式结构的。空心电抗器通常是干式的，也有油浸式结构的。干式空心电抗器电抗器（2）芯式电抗器电抗器l铁心电抗器的结构主要是由铁心和铁圈铁心电抗器的结构主要是由铁心和铁圈组成的。由于铁磁介质的导磁率极高，组成的。由于铁磁介质的导磁率极高，而且它的磁化曲线是非线性的，所以用而且它的磁化曲线是非线性的，所以用在铁心电抗器中的铁心必须带有气隙。在铁心电抗器中的铁心必须带有气隙。带气隙的铁心，其磁阻主要取决于气隙带气隙的铁心，其磁阻主要取决于气隙的尺寸。由于气隙的磁化特性基本上是的尺寸。由于气
42、隙的磁化特性基本上是线性的，所以铁心电抗器的电感值线性的，所以铁心电抗器的电感值 将不将不取决于外在电压或电流，而仅取决于自取决于外在电压或电流，而仅取决于自身线圈匝数以及线圈和铁心气隙的尺寸。身线圈匝数以及线圈和铁心气隙的尺寸。对于相同的线圈，铁心式电抗器的电抗对于相同的线圈，铁心式电抗器的电抗值比空心式的大。当磁密较高时，铁心值比空心式的大。当磁密较高时，铁心会饱和，而导致铁心电抗器的电抗值变会饱和，而导致铁心电抗器的电抗值变小。小。干式铁芯并联电抗器电抗器l心柱由铁芯饼和气隙垫块组成。铁芯饼为辐射形叠片结构，铁芯饼与铁轭心柱由铁芯饼和气隙垫块组成。铁芯饼为辐射形叠片结构，铁芯饼与铁轭由压
43、紧装置通过非磁性材料制成的螺杆拉紧，形成一个整体。铁芯采用了强由压紧装置通过非磁性材料制成的螺杆拉紧，形成一个整体。铁芯采用了强有力的压紧和减震措施，整体性能好，震动及噪音小，损耗低，无局部过热。有力的压紧和减震措施，整体性能好，震动及噪音小，损耗低，无局部过热。油箱为钟罩式结构，便于用户维护和检修。油箱为钟罩式结构，便于用户维护和检修。3.并联电抗器的结构并联电抗器的结构l（3 3）干式半芯电抗器）干式半芯电抗器 l绕组选用小截面圆导线多股平行绕制，绕组选用小截面圆导线多股平行绕制，涡流损耗和漏磁损耗明显减小，绝缘强涡流损耗和漏磁损耗明显减小，绝缘强度高，散热性好，机械强度高，耐受短度高，散
44、热性好，机械强度高，耐受短时电流的冲击能力强，能满足动、热稳时电流的冲击能力强，能满足动、热稳定的要求。线圈中放入了由高导磁材料定的要求。线圈中放入了由高导磁材料做成的芯柱，磁路中磁导率大大增加，做成的芯柱，磁路中磁导率大大增加，与空芯电抗器相比较，在同等容量下，与空芯电抗器相比较，在同等容量下，线圈直径、导线用量大大减少，损耗大线圈直径、导线用量大大减少，损耗大幅度降低。幅度降低。铁芯结构为多层绕组并联的筒形结铁芯结构为多层绕组并联的筒形结构，铁芯柱经整体真空环氧浇注成型后构，铁芯柱经整体真空环氧浇注成型后密实而整体性很好，运行时振动极小，密实而整体性很好，运行时振动极小，噪音很低。噪音很低
45、。干式半芯电抗器电抗器采用机械强度高的铝质的星形接线架，涡流损耗小，可以满足对线圈分数采用机械强度高的铝质的星形接线架，涡流损耗小，可以满足对线圈分数匝的要求。所有的导线引出线全部焊接在星形接线臂上，不用螺钉连接，匝的要求。所有的导线引出线全部焊接在星形接线臂上，不用螺钉连接，提高了运行的可靠性。提高了运行的可靠性。干式半芯电抗器干式半芯电抗器在超高压远距离输电系统中，连接于变压器的三次线圈上。在超高压远距离输电系统中，连接于变压器的三次线圈上。用于补偿线路的电容性充电电流，限制系统电压升高和操作过电压，保证用于补偿线路的电容性充电电流，限制系统电压升高和操作过电压，保证线路可靠运行。线路可靠
46、运行。三、限流电抗器三、限流电抗器l1.1.限流电抗器的作用限流电抗器的作用l 作用：限制短路电流，以便于采用轻作用：限制短路电流，以便于采用轻型电气设备和截面较小的载流体。型电气设备和截面较小的载流体。l限流电抗器是电阻很小的电感线圈，无铁限流电抗器是电阻很小的电感线圈，无铁芯，使用时串接于电路中。芯，使用时串接于电路中。l 限流电抗器的参数有限流电抗器的参数有额定电压、额定电额定电压、额定电流和电抗百分比，流和电抗百分比，而电抗百分比间接反应而电抗百分比间接反应电抗值的大小，实用中该值不能过大，否电抗值的大小，实用中该值不能过大，否则会影响用户的电能质量，但也不能过小，则会影响用户的电能质
47、量，但也不能过小，否则会减弱限制短路电流的效果。否则会减弱限制短路电流的效果。限流电抗器限流电抗器分类：分类：l （1 1）线路电抗器）线路电抗器:串接在线路或电缆馈线上，串接在线路或电缆馈线上，使出线能选用轻型断路器以及减小馈线电缆的截使出线能选用轻型断路器以及减小馈线电缆的截面。面。l （2 2）母线电抗器）母线电抗器:串接在发电机电压母线的分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，它能限制另一段路上或一段母线上
48、发生短路时，它能限制另一段母线提供的短路电流。母线提供的短路电流。l （3 3）变压器回路电抗器）变压器回路电抗器:安装在变压器回路中，安装在变压器回路中，用于限制短路电流，以便变压器回路能选用轻型用于限制短路电流，以便变压器回路能选用轻型断路器。断路器。2.限流电抗器的结构类型限流电抗器的结构类型l（1 1）混凝土柱式限流电）混凝土柱式限流电抗器抗器构成：绕组、水泥支柱及构成：绕组、水泥支柱及支持绝缘子。没有铁芯，支持绝缘子。没有铁芯，绕组采用空芯电感线圈，绕组采用空芯电感线圈，由纱包纸绝缘的多芯铝线由纱包纸绝缘的多芯铝线在同一平面上绕成螺线形在同一平面上绕成螺线形的饼式线圈叠在一起构成。的
49、饼式线圈叠在一起构成。在沿线圈圆周位置均匀对在沿线圈圆周位置均匀对称的地方设有水泥支架，称的地方设有水泥支架，固定线圈。固定线圈。水泥电抗器电抗器结构图1绕组；2水泥支柱；3、4支柱绝缘子2.限流电抗器的结构类型限流电抗器的结构类型l2 2）分裂电抗器）分裂电抗器l 分裂电抗器在结构上和普通的电抗器分裂电抗器在结构上和普通的电抗器没有大的区别。只是在电抗线圈的中间有没有大的区别。只是在电抗线圈的中间有一个抽头，用来连接电源一个抽头，用来连接电源 ，两端头接负，两端头接负荷侧或厂用母线，其额定电流相等。荷侧或厂用母线，其额定电流相等。l正常运行时，由于两分支里电流方向相反，正常运行时，由于两分支
50、里电流方向相反，使两分支的电抗减小，因而电压损失减小。使两分支的电抗减小，因而电压损失减小。当一分支出线发生短路时，该分支流过短当一分支出线发生短路时，该分支流过短路电流，另一分支的负荷电流相对于短路路电流，另一分支的负荷电流相对于短路电流来说很小，可以忽略其作用，则流过电流来说很小，可以忽略其作用，则流过短路电流的分支电抗增大，压降增大，使短路电流的分支电抗增大，压降增大，使母线的残余电压较高。母线的残余电压较高。优点：优点：1 1正常运行时，分裂电抗器每个分段的电抗相当于普通电抗器的四分之一，使正常运行时，分裂电抗器每个分段的电抗相当于普通电抗器的四分之一，使负荷电流造成的电压损失较普通电
