电抗器

一、 电抗器基本概念

二、电抗器的基本结构和工作原理

三、铁心式电抗器和空心式电抗器的比较

四、电抗器的发展

五、几种主要电抗器介绍

六、中电电气产品结构特点

七、生产设备﹑人员及试验保障

八、电抗器市场分布及主要生产厂家

九、思考题

电抗器基本概念

1. 什么叫电抗器？

它是一种感性元件，它既有电阻，也有电抗，当交流电流通过电抗器时，就呈现出电抗。

2. 它在电路中的作用

对交流电或脉动的直流电具有阻止电流变化的作用，对幅值恒定的直流电它只起电阻的作用。

3.电抗器的种类

按结构分：空心电抗器、铁心电抗器

按工作制分：长期工作、短期工作

按工作介质分：干式、油浸式

按工作电路分：直流、交流

按电抗值分：不可控、可控

二、电抗器的基本结构和工作原理

⑴ 电抗器作为一种电感元件，有空气式电抗器和带间隙的铁心式电抗器2种。空气式电抗器无铁心，磁路主要由非铁磁材料构成，其磁导率是常数，不随负载电流变化而变化。带间隙的铁心式电抗器的磁路由带气隙的铁心柱构成。

⑵铁心式电抗器的基本结构

铁心电抗器的结构与变压器的结构相似，但只有1个线圈——激磁线圈;其铁心由若干个铁心饼叠置而成，铁心饼之间用绝缘板隔开，形成间隙；其铁轭结构与变压器相同，铁心饼与铁轭由压缩装置通过螺杆拉紧，形成一个整体，铁轭和所有的铁心饼均应接地。

⑶空心式电抗器的基本结构

空心式电抗器就是一个电感线圈，其结构与变压器线圈相同。空心电抗器的特点是直径大﹑高度低，而且由于没有铁心柱，对地电容小，线圈内串联电容较大，因此冲击电压的初始电位分布良好，即使采用连续式线圈也是十分安全的。空心式电抗器经历了三代产品的发展历程：

第一代为水泥浇注电抗器

第二代为环氧树脂板夹固电抗器

第三代为环氧树脂绕包电抗器

空心电抗器都做成单相。组成三相电抗器组时，有三种排列方式。不同的排列方式，相间互感不同，因而对线圈的绕向和匝数的要求也不同。

三、铁心式电抗器和空心式电抗器的比较

⑴容量

中小型电抗器可采用铁心式结构，而大容量电抗器较多地采用空心式结构。当容量增大时，心柱的横截面积随着增大，气隙总长度也要增大。

容量较大的电抗器中越来越多采用空心式结构，因为当给定单个气隙长度时，气隙数就增多，从而铁心饼数增多，这将给铁心柱的固定带来很大困难。

⑵电抗

铁心式电抗器的主磁路有磁导率高的铁磁材料构成，因此对于相同的线圈，铁心式电抗器的电抗值比空心式大。当磁密较高时，铁心会饱和，导致铁心电抗器电抗器变小；空心式电抗器电抗值总是保持为常数。

⑶冲击电压的初始点位分布

空心式电抗器没有铁心柱，对地电容小，线圈内串联电容大，因而其冲击电压的初始电位分布良好，而铁心电抗器由于有铁心柱，对地电容大其初始分布特性比空心式差。

⑷损耗

在小容量时，空心式电抗器总损耗比铁心式大；随着容量的增加，铁心式和空心式的差别减小；当容量达到一定值时，两种结构电抗器的损耗基本相同。

⑸噪音和振动

在铁心式电抗器中，由于铁心饼的磁致伸缩和铁心饼间的吸引力而产生较大的震动和噪声，而空心式电抗器没有铁心饼，故震动和噪声相对较小。

四、电抗器的发展

1.铁心电抗器的发展：

油浸铁心电抗器

↓

干式浇注铁心电抗器

↓

干式绕包铁心电抗器

2.空心电抗器的发展：

空心电抗器的发展是在五六十年代由前苏联引进的水泥浇注电抗器的基础上，通过消化吸收原有技术并不断改进，形成现有全塑封电缆水泥电抗器。近些年技术的不断改进，环氧树脂绕包绝缘干式空心电抗器技术日臻完善，现在已十分成熟。

水泥浇注空心电抗器

↓

环氧板空心电抗器

↓

环氧树脂绕包空心电抗器

五、几种主要电抗器介绍

1.串联电抗器

用途：在并联电容支路中串入该类电抗器，它能有效地减小电容支路的谐波电流及合闸时的浪涌电流，同时减小操作过电压和抑制母线电压畸变。

种类：空心串联电抗器

铁心串联电抗器

2.限流电抗器

用途：限流电抗器串联连接在系统上， 在系统发生 故障时，用以限制短路电流，使短路电流降低 至其后接设备的容许值。

种类：铁心限流电抗器、空心限流电抗器

3.并联电抗器

用途：随着电网装机容量的增大和电压等级的提高电能输送的距离越来越远以及地下电缆输电量的增大，使输电线路的容性充电无功功率变大，在输电线路投入初期往往输送容量不足，处在轻载状态或在深度轻载状态时，线路往往有剩余容性功率，同时用户端电压升高，给设备运行带来危害。

4.滤波电抗器

用途：滤波电抗器连接于变电所主变母线上滤除非线性负载产生的高次谐波，提高供电质量，降低损耗。主要滤除3,5,7,11,13及以上高次谐波。

种类：干式空心滤波电抗器、干式铁心滤波电抗器

5.平波电抗器

用途：他在直流电路中常与负载串联使用，为谐波电流提供高阻抗，去掉整流电路中的脉动成分，改善电机换向条件，减缓晶闸管元件因瞬时过载而损坏，常用在超高压直流输电系统，以及工业性直流系统。例如钢铁﹑采矿和加工工业的大型整流馈电式直流电动机拖动系统。

种类：干式空心风冷平波电抗器

干式铁心自冷平波电抗器

干式空心自冷平波电抗器

6.启动电抗器

用途：通常三相异步电动机在额定电压下直接启动，其启动电流为额定电流的5～7倍。对于较大容量的异步电动机，这个启动电流是很大的，不但会危及绕组安全，而且要求有较大的供电电源，为了限制启动电流，可串入启动电抗器。

种类：干式空心启动电抗器、干式铁心启动电抗器

7.消弧线圈（也叫中性点接地电抗器）

用途：它用在中性点不直接接地系统中，一端接变压器中性点，另一端接地。当系统发生单相接地故障而产生间歇电弧时，消弧线圈提供一感性电流用来抵消线路电容产生的容性电流，是故障点接地电流减小（5A以下），使电弧自动熄灭。

特点：消弧线圈为单相铁心式结构，线圈有多个分接头，以便调节电抗值。

以上讲述的是目前国内占到99%左右产量的几种常见铁心及空心电抗器类型，其他还有少部分种类电抗器，比如：负载电抗器，与变频器配套的进线电抗器和出线电抗器，频敏变阻器，磁饱和电抗器，平衡电抗器，均流电抗器等，由于市场需求极少，就不一一详述（参见样本）。

六、中电电气电抗器产品结构特点

1.电抗器的线圈由环氧绝缘胶的玻璃纤维绕包形成的同轴包封结构。包封可以保护线圈免受户外恶劣环境的危害，电抗器由多个包封组成。

2.包封之间采取聚酯玻璃纤维引拔棒，作为轴向散热气道，具有优良的散热性。

3.采用空心结构，在稳定工作电压下，沿线圈高度方向的电压均匀分布。

4.线圈经固化处理后，具有很好的整体性，机械强度高，提高抗短路电流的能力，且噪音低。

5.电抗器采用小截面导线，有效的降低谐波下导线的涡流损耗。

6.电抗器线圈采用绝缘性能优良的薄膜作为匝间绝缘。

7.绕包电抗器包封绝缘采用经纬向绕法，绝缘包封曾比单一绕向耐冲击，不开裂，延长寿命十年以上。

8.电抗器导线均用氩弧焊接，机械结构上无紧固件，大大提高了运行的稳定性。

9.电抗器的绝缘为全部自灭性绝缘，有效地保证电抗器及其它设备的安全。

10.电抗器表面经特殊工艺处理可有效地防止紫外线对绝缘的损伤及电晕放电，有效地保证电抗器的寿命。

如果用户每2年喷涂1次，电抗器使用寿命长达50年。

11.整个电抗器结构简单，紧凑，能长期运行在户内、户外气候条件下，且设备维护简单方便。

七、生产设备﹑人员及试验保障

近期，公司不仅投入上百万元购置立式绕线机﹑挂胶机﹑烘干炉以及浇注设备﹑实验设备，还从北京﹑西安等地聘请高素质技术人才，能够设计制造各种类型，不同容量的铁心﹑空心电抗器产品。能够进行有关电抗器项目的所有出厂试验和型式试验。争取在3年内把电抗器项目做成国内前三强。目前，公司的4台样机试制工作正在进行。样机型号分别是:

CKSC-1440/35-12%、BKSC-10000/35、

CKGKL-320/35-6%、BKGKL-20000/35。

样机全部试制完成后将送往沈阳虎石台进行试验，以便检验我公司的设计和生产能力。

八、电抗器市场分布及主要生产厂家

目前，电抗器市场每年产值大约10亿元左右，主要是各电网公司和一些电厂﹑大型企业自备电厂。主要生产厂家有北京电力设备总厂，西安中扬，顺特电气，秦皇岛市电力电抗器制造有限公司，五洲电力技术集团，秦皇岛华盛隆电气 ，烟台哈大等。其中进入电网的电抗器年产值大约6～8亿元，电厂所需限流电抗器年需2亿元，其他大约0.5亿元.电抗器的重点客户：国家电网及各个子公司，省网及市县农网，石化，钢铁，煤炭，有色，电厂，造纸，化工，能源等大中型企业。如果不知道哪里用电抗器，可以先找到各大设计院，设计院帮助找到业主及负责人。

九、思考题

⑴什么是电抗器？

⑵电抗器根据结构划分有几种？

⑶空心电抗器经历了那几个发展历程？

⑷空心和铁心电抗器比较有哪些优缺点？

⑸空心电抗器和铁心电抗器按功能分主要有哪几种？

⑹中电电气新近开发的干式空心绕包电抗器有什么特点？

⑺电抗器为什么产生过电压？

⑻中电电气试制的3台样机是什么型号？