电抗器的原理是根据电感和电容的特性来达到对电流和电压的调节。当电抗器连接到电路中时,电感和电容的特性会导致电流和电压之间的相位差,从而改变电路的特性。
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。
电抗器按类型分为串联电抗器和并联电抗器,主要是使用它们的限流和滤波作用,具体的作用分别如下:
1、串联电抗器的作用:
串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波,串联电抗器通常起限流作用。
2、并联电抗器的作用:
并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,经常用于无功补偿。例如改善长输电线路上的电压分布;用来吸收电缆线路的充电容性无功;防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象等。
3、输入电抗器的作用:
输入电抗器是用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击,平滑电源电压中包含的尖峰脉冲,或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷, 有效地保护变频器和改善功率因数,它既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。
4、输出电抗器的作用:
输出电抗器主要作用是补偿长线(50-200m)分布电容的影响,并能抑制输出谐波电流,提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,起到保护变频器,减小设备噪声的作用。电容器在补偿功率的时候,往往会受到谐波电压和谐波电流的冲击,造成电容器损坏和功率因数降低,为此,需要在补偿的时候进行谐波治理。
5、直流电抗器的作用:
直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间,主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续,减小电流脉冲值,使逆变环节运行更稳定及改善变频器的功率因数。
6、滤波电抗器的作用:
滤波电抗器广大用于高低压滤波柜中,与滤波电容器相串联,调谐至某一谐振频率,用来吸收电网中相应频率的谐波电流,以消除高次谐波对主变及系统中其它电器设备的危害。
滤波电抗器与电容器相串联后,不但能有效地吸收电网谐波,而且提高了系统的功率因数,对于系统的安全运行起到了较大的作用。
7、变频器电抗器的作用:
变频器应用电抗器通常安装在变频器直流调速器的输入或输出端,可抵触变频器产生的3、5次谐波向电网传递,减少变频产生的谐波对其他元件的干扰,改善电网质量、提高功率因数并限制电网电压的异常波动和电网上的冲击电流、平抑波形、减少对变频器的影响。
8、平波电抗器的作用:
平波电抗器在整流电路中是个重要元件,在中频电源中主要作用是:
1) 限制短路电流,(逆变晶闸管换相时同时导通相当于整流桥负载直接短路)没有电抗器就直接短路。
2)抑制中频分量对工频电网的影响。
3) 滤波作用(整流电流带有交流成分;高频交流不一通过大电感)使整流输出波形连续,如不连续,就会出现电流为零的时间,这时逆变桥停止工作,造成整流桥开路的现象。
4)并联逆变电路的输入功率有无功分量的吞吐,逆变桥的输入电路中必定有储能的元件电抗器。
9、启动电抗器的作用:
交流异步电动机启动电流大,是额定电流的5—7倍,因此,大型电动机在启动时,会对电网产生较大的电压降,对线路的电气设备产生较大的影响。通常用降压的方法来限制电动机的启动电流。降压启动的可在电动机的线路上串联启动电抗器,一般匹配的电动机的功率在220KW—4800KW。
10、限流电抗器的作用:
当电力系统发生故障时,用来限制馈线过流的电抗器。
电抗器的应用范围
电力系统中的应用
1、电力变压器
电力变压器的励磁电流会产生磁通,进而引起感应电动势。这种感应电动势会影响系统的稳定性和电力质量。在变压器的输入端接入电抗器,可以降低励磁电流的谐波含量,提高电力质量。
2、电动机
电动机在启动和运行时会产生电磁干扰和谐波。这种干扰和谐波会影响电力系统的稳定性和电力质量。在电动机的输入端接入电抗器,可以抑制这种干扰和谐波,提高电力质量。
3、电力电容器
电力电容器在工作过程中会产生谐波和过电压。这些谐波和过电压会影响电力系统的稳定性和电力质量。在电力电容器的输出端接入电抗器,可以抑制这些谐波和过电压,提高电力质量。
工业控制系统中的应用
1、变频器
变频器是一种用于控制电动机转速的电子设备。在变频器的输出端接入电抗器,可以降低谐波含量,提高电力质量。
2、触发器
触发器是一种用于控制电路开关的电子设备。在触发器的输入端接入电抗器,可以降低电路中的电感值,提高触发器的稳定性和可靠性。
3、焊接设备
焊接设备在工作过程中会产生电磁干扰和谐波。这些干扰和谐波会影响设备的稳定性和工作效率。在焊接设备的输入端接入电抗器,可以抑制这些干扰和谐波,提高设备的稳定性和工作效率。
照明系统中的应用
1、汽车照明
汽车照明在工作过程中会产生电磁干扰和谐波。这些干扰和谐波会影响汽车电路的稳定性和电力质量。在汽车照明的输入端接入电抗器,可以抑制这些干扰和谐波,提高汽车电路的稳定性和电力质量。
2、舞台照明
舞台照明在工作过程中会产生电磁干扰和谐波。这些干扰和谐波会影响舞台灯光效果和音响效果。在舞台照明的输入端接入电抗器,可以抑制这些干扰和谐波,提高舞台灯光效果和音响效果。
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