電抗器:專指電感器-中文百科頻道

簡介

電抗器也叫電感器，一個導體通電時就會在其所占據的一定空間範圍産生磁場，所以所有能載流的電導體都有一般意義上的感性。然而通電長直導體的電感較小，所産生的磁場不強，因此實際的電抗器是導線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；有時為了讓這隻螺線管具有更大的電感，便在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器。

電抗器reactor依靠線圈的感抗阻礙電流變化的電器，電抗器也叫電感器，一個導體通電時就會在其所占據的一定空間範圍産生磁場，最通俗的講，能在電路中起到阻抗的作用的東西，就叫它電抗器所以所有能載流的電導體都有一般意義上的感性。然而通電長直導體的電感較小，所産生的磁場不強，因此實際的電抗器是導線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；有時為了讓這隻螺線管具有更大的電感，便在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器。電抗分為感抗和容抗，比較科學的歸類是感抗器（電感器）和容抗器（電容器）統稱為電抗器，然而由于過去先有了電感器，并且被稱謂電抗器，所以現在人們所說的電容器就是容抗器，而電抗器專指電感器。

由于采用了電抗器，在發生短路時，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定性。電抗器作為無功補償手段，在電力系統中是不可缺少的。并聯電抗器：發電機滿負載試驗用的電抗器是并聯電抗器的雛型。鐵心式電抗器由于分段鐵心餅之間存在着交變磁場的吸引力，因此噪音一般要比同容量變壓器高出10dB左右。限流電抗器：限流電抗器一般用于配電線路。從同一母線引出的分支饋線上往往串有限流電抗器，以限制饋線的短路電流，并維持母線電壓，不緻因饋線短路而緻過低。阻尼電抗器(通常也稱串聯電抗器)與電容器組或密集型電容器相串聯，用以限制電容器的合閘湧流。這一點，作用與限流電抗器相類似濾波電抗器濾波電抗器與濾波電容器串聯組成諧振濾波器，一般用于3次至17次的諧振濾波或更高次的高通濾波。直流輸電線路的換流站、相控型靜止補償裝置、中大型整流裝置、電氣化鐵道，以至于所有大功率晶閘管控制的電力電子電路都是諧波電流源，必須加以濾除，不讓其進入系統。電力部門對于電力系統中的諧波有具體規定。

電抗器的接線分串聯和并聯兩種方式。串聯電抗器通常起限流作用，并聯電抗器經常用于無功補償。主要用于無功補償和濾波．

1、半芯幹式并聯電抗器：在超高壓遠距離輸電系統中，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，限制系統電壓升高和操作過電壓，保證線路可靠運行。

2、半芯幹式串聯電抗器：安裝在電容器回路中，在電容器回路投入時起。

功能和用途

電力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。它可以根據需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統發生短路時，會産生數值很大的短路電流。如果不加以限制，要保持電氣設備的動态穩定和熱穩定是非常困難的。因此，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定性。近年來，在電力系統中，為了消除由高次諧波電壓、電流所引起的電容器故障，在電容器回路中采用串聯電抗器的方法改變系統參數，已取得了顯著的效果。

電氣回路的主要組成部分有電阻、電容和電感.電感具有抑制電流變化的作用，并能使交流電移相.把具有電感作用的繞線式的靜止感應裝置稱為電抗器。

電力系統中所采取的電抗器，常見的有串聯電抗器和并聯電抗器。串聯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或并聯用來限制電網中的高次諧波。

通俗的講，能在電路中起到阻抗的作用的東西，我們叫它電抗器。電力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。它可以根據需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統發生短路時，會産生數值很大的短路電流。如果不加以限制，要保持電氣設備的動态穩定和熱穩定是非常困難的。因此，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，在發生短路時，電抗器上的電壓降落較大，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定性。

工作原理

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。可以通過調整并聯電抗器的數量來調整運行電壓。超高壓并聯電抗器有改善電力系統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，以降低工頻暫态過電壓。（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）在大機組與系統并列時降低高壓母線上工頻穩态電壓，便于發電機同期并列。（5）防止發電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象。（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。

依靠線圈的感抗阻礙電流變化的電器。按用途分為7種：①限流電抗器。串聯于電力電路中，以限制短路電流的數值。②并聯電抗器。一般接在超高壓輸電線的末端和地之間，起無功補償作用。③通信電抗器。又稱阻波器。串聯在兼作通信線路用的輸電線路中，用以阻擋載波信号，使之進入接收設備。④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。⑤濾波電抗器。用于整流電路中減少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生共振的電路，以消除電力電路某次諧波的電壓或電流。⑥電爐電抗器。與電爐變壓器串聯，限制其短路電流。⑦起動電抗器。與電動機串聯，限制其起動電流。

分類

依靠線圈的感抗起阻礙電流變化作用的電器。電抗器可按用途、按有無鐵心和按絕緣結構分類。

1、按用途分為7種。

①限流電抗器:串聯在電力電路中，用來限制短路電流的數值。②并聯電抗器：一般接在超高壓輸電線的末端和地之間，用來防止輸電線由于距離很長而引起的工頻電壓過分升高，作無功補償用。

③通信電抗器：又稱阻波器，串聯在兼作通信線路用的輸電線路中，用來阻擋載波信号，使之進入接收設備，以完成通信的作用。

④消弧電抗器：又稱消弧線圈，接在三相變壓器的中性點和地之間，用以在三相電網的一相接地時供給電感性電流，來補償流過接地點的電容性電流，使電弧不易持續起燃，從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓。

⑤濾波電抗器：用于兩個方面，一是用于減小整流電路中直流電流上紋波的幅值；二是和電容器構成對某種頻率能發生共振的電路，用以消除電力電路某次諧波的電壓或電流。

⑥電爐電抗器：和電爐變壓器串聯，用來限制變壓器的短路電流。

⑦起動電抗器：與電動機串聯，用來限制電動機的起動電流。

2、按有無鐵心可分為2種。

①空心式電抗器:線圈中無鐵心，其磁通全部經空氣閉合。

②鐵心式電抗器：其磁通全部或大部分經鐵心閉合。鐵心式電抗器工作在鐵心飽和狀态時，其電感值大大減少，利用這一特性制成的電抗器叫飽和式電抗器。

3、按絕緣結構又可分為2種。

①幹式電抗器：其線圈敞露在空氣中，以紙闆、木材、層壓絕緣闆、水泥等固體絕緣材料作為對地絕緣和匝間絕緣。

②油浸式電抗器：其線圈裝在油箱中，以紙、紙闆和變壓器油作為對地絕緣和匝間絕緣。

4、按配套不同設備不同功能可分類如下：

①變頻器用進線電抗器|輸出電抗器|直流電抗器②配套電容櫃電容器用單/三相串聯電抗器，三相濾波電抗器③配套中頻爐用中頻

平波電抗器④試驗櫃專配試驗電抗器。

特點

進線電抗器

1、該進線電抗器ACL為三相，均為鐵芯幹式；

2、鐵芯采用優質低損耗進口冷軋矽鋼片，氣隙采用環氧層壓玻璃布闆作間隔，以保證電抗器氣隙在運行過程中不發生變化；

3、線圈采用H級漆包扁銅線繞制，排列緊密且均勻，外表不包絕緣層，且有極佳的美感且有較好的散熱性能；

4、進線電抗器的線圈和鐵芯組裝成一體後經過預烘→真空浸漆→熱烘固化這一工藝流程，采用H級浸漬漆，使電抗器的線圈和鐵芯牢固地結合在一起，不但大大減小了運行時的噪音，而且具有極高的耐熱等級，可确保電抗器在高溫下亦能安全地無噪音地運行；

5、進線電抗器芯柱部分緊固件采用無磁性材料，減少運行時的渦流發熱現象；

6、外露部件均采取了防腐蝕處理，引出端子采用鍍錫銅管端子；

7、該進線電抗器與國内同類産品相比具有體積小、重量輕、外觀美等優點，可與國外知名品牌相媲美。

輸出電抗器

輸出電抗器OCL亦稱馬達電抗器，它的作用是限制電機連接電纜的容性充電電流及使電機繞組上的電壓上升率限制在54OV/us以内，一般功率為4-90KW變頻器與電機間的電纜長度超過50m時，應設置輸出電抗器，它還用于鈍化變頻器輸出電壓(開關的陡度)，減少對逆變器中的元件(如IGBT)的擾動和沖擊。輸出電抗器主要應用于工業自動化系統工程中，特别是使用變頻器的場合，用于延長變頻器的有效傳輸距離，有效抑制變頻器的IGBT模塊開關時産生的瞬間高壓。

輸出電抗器的使用說明：為了增加變頻器到電機之間的距離可以适當加粗電纜，增加電纜的絕緣強度，盡量選用非屏蔽電纜。

輸出電抗器的特點：

1、适用于無功補償和諧波的治理；

2、輸出電抗器主要作用是補償長線分布電容的影響，抑制輸出諧波電流；

3、有效地保護變頻器和改善功率因數，能阻止來自電網的幹擾，減少整流單元産生的諧波電流對電網的污染。

輸入電抗器

輸入電抗器ACL的作用是限制變流器換相時電網側的電壓降；抑制諧波以及并聯變流器組的解耦；限制電網電壓的跳躍或電網系統操作時所産生的電流沖擊。當電網短路容量與變流器變頻器容量比大于33:1時，輸入電抗器的相對電壓降，對單象限工作為2%，四象限為4%。當電網短路電壓大于6%時，允許輸入電抗器運行。對于12脈動整流單元，至少需要一相對電壓降為2%的網側進線電抗器。輸入電抗器主要應用于工業/工廠自動化控制系統中，安裝在變頻器、調速器與電網電源輸入電抗器之間，用于抑制變頻器、調速器等産生的浪湧電壓和電流，最大限度的衰減系統中的高次諧波及畸變諧波。

輸入電抗器的特點：

1、适用于無功功率補償和諧波的治理；

2、輸入電抗器用來限制電網電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊；對諧波起濾波作用，以抑制電網電壓波形畸變；

3、平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖，平滑橋式整流電路換相時産生的電壓缺陷。

作用

電力系統中所采取的電抗器常見的有串聯電抗器和并聯電抗器。串聯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或并聯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。可以通過調整并聯電抗器的數量來調整運行電壓。超高壓并聯電抗器有改善電力系統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，以降低工頻暫态過電壓。

(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)在大機組與系統并列時降低高壓母線上工頻穩态電壓，便于發電機同期并列。

(5)防止發電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象。

(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。

各類應用

（1）網側進線電抗器：它的作用是限制變流器換相時電網側的電壓降；抑制諧波以及并聯變流器組的解耦；限制電網電壓的跳躍或電網系統操作時産生的電流沖擊。當電網斷路容量與變流器、變頻器容量比大于33:1時，網側進線電抗器的相對電壓降，對單象限工作為2%，四象限為4%。當電網短路電壓大于6%時，允許無網側進線電抗器運行。對于12脈動整流單元，至少需要一相對電壓降為2%的網　側進線電抗器，或一台三繞組整流變壓器，其二次繞組的電源偏差應不大于0.5%。

（2）輸出電抗器亦稱馬達電抗器：它的作用是限制電機連接電纜的容性充電電流及使電機繞組上的電壓上升率限制在540V/µS以内。一般功率為4~90KW，變頻器和電機間的電纜長度或一台變頻器驅動幾台電機的連接電纜總長度超過50~200M時，應設置輸出電抗器。它還作用于鈍化變頻器輸出電壓（開關頻率）的陡度，減小對逆變器中的功率元件（如IGBT）的擾動和沖擊。

（3）平波電抗器：它的作用是将疊加在直流電流上的交流分量限定在某規定值以下；還用于并聯變流器的直流側解耦，降低斷續極限，限制環流控制線路中的環流以及應用直流快速開關切斷故障電流時限制其電流上升率。對于新型直流電動機由于其電樞電感量較大（如Z4、800系列電機）。平波電抗器可省去。

（4）均流平波電抗器：它的作用是使兩台直流調速器的輸出電流得到均衡。

（5）回饋自藕變壓器：為變頻器回饋單元的重要組成部分，它将處于發電狀态的電機能量通過逆變器饋送回電網，以達到節能與改善系統品質的目的。

（6）主電源變壓器：變流器、變頻器由單獨的變壓器供電時，其容量為變流器、變頻器輸出功率的1.3~1.5倍。在這種情況下，無需配置進行電抗器。

（7）補償電抗器：它的作用是調節電網負載的感抗，改善功率因數。

（8）并聯、串聯補償電抗器：對穩态諧波源（5、7、11、13次）采用電抗百分比5%~6%的串聯電抗器；對動态諧波源（3次）采用13%串聯電抗器。這種與電容器串聯的電抗器；兼顧無功補償和諧波吸收，被廣泛采用。

（9）抑制電抗器：它的作用是抑制電容器接通時的DI/DT和開關元件TR承受的反向過電壓。一般采用電抗百分比為0.1%~1%的串聯電抗器，是DI/DT限制在50A/µS内，以抑制電容器的合閘湧流。此類電抗器屬低感值電抗器。

（10）調諧電抗器：它與電容器C形成串聯諧振，吸收規定的N次諧波電流。晶閘管變流器，交-直-交變流器和交-交變頻器所産生的諧波電流為5、7、11、13、17、19次。