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電抗變壓器的工作原理及作用

本文作者:甯波同禾 發布日期:2016-09-26

                                                                                        

  電抗變壓器實質上是一個電感量很大的電感,是存儲磁場能量的元件。當電抗變壓器用在 35kV 以下電壓級時,主要是串聯于電路中,以增大阻抗限制短路電流、削弱諧波以及用于防雷減緩雷電波的陡度。電抗變壓器并聯在超高壓系統中,作为無功補償設備應用,主要是補償線路電容,吸收線路的充電功率。

  電抗變壓器的主要作用:

  ( l )限制由于電容效應産生的工頻過電壓;

  ( 2 )防止發電機産生自勵磁;

  ( 3 )平衡無功,提高系統穩定水平及輕負荷時降低線路電能損耗;

  ( 4 )降低線路操作時的電壓波动;

  ( 5 )限制由于不對稱开斷,在斷开相産生的潛供電流;

  ( 6 )限制操作過電壓,如重合閘過電壓;

  ( 7 )利于系統并列。電抗變壓器往往也接人變壓器的第三繞組,或構成靜止補償器的一部分,以平衡電網無功,用于補償輕載時線路容性充電功率,此時類似電容電抗器補償裝置的作用。

  二、基本結構

  電抗變壓器有空芯式(幹式)和鐵芯式(油浸式)兩種結構形式。

  1 .空芯式電抗器由繞組、構架、絕緣、冷卻幾部分構成。

  ( l )繞組。由分别絕緣的小直徑金屬導線呈螺旋狀一層一層地連續繞成,并用環氧樹脂浸漬的細玻璃絲封裝成包封,包封長度由電抗器的用途和使用電氣參數所決定。

  ( 2 )構架。为焊接到一個鋁輪上的圓角鋁闆,與環氧樹脂浸漬的玻璃纖維做的拉條,在電抗變壓器兩端形成一個輪子形構架作为機械支撐,并用来連接電抗變壓器的繞組。

  ( 3 )絕緣。繞組表面絕緣用細絲玻璃纖維封裝,對地絕緣使用絕緣子。

  ( 4 )冷卻。同心的包封繞組軸向冷卻風道隔條,是采用加強的矩形玻璃纖維材料制成。

  2 .鐵芯式電抗變壓器由鐵芯、繞組、絕緣油、冷卻系統構成。

  ( 1 )繞組。電抗變壓器隻有一個高壓繞組,这是區别變壓器的第一個特點。電抗變壓器繞組可用糾結式、連續式、盤式繞組組成。大型電抗器在繞組與鐵芯柱之間有一個筒形的靜電屏,这樣可使磁場中的渦流損失降低到最小。

  ( 2 )鐵芯

  電抗變壓器帶繞組的鐵芯是有氣隙的,氣隙是为保證電抗變壓器的伏安特性,在 1.5倍額定電壓 下保持線性,容量越大氣隙越多;另一方面为保證電抗變壓器伏安特性的線性,而采用較低的磁通密度,大約是變壓器的 50 %一 80 % ,这是區别于變壓器的第二個特點。氣隙由特殊墊闆和環氧樹脂整體粘接而成,可以使鐵芯振动降低。電抗變壓器鐵芯采用外鐵式結構。整台鐵芯由多根特種高強度低磁導螺杆壓緊,用以控制局部過熱。電抗變壓器用油和冷卻系統均同于對變壓器的要求。

  三、電抗變壓器的運行監視

  1 .日常巡視檢查的内容为:

  ( 1 )接頭應接觸良好,無發熱迹象;

  ( 2 )油溫和溫度計、儲油櫃的油位應與溫度相對應;

  ( 3 )套管油位正常;

  ( 4 )冷卻系統工作正常;

  ( 5 )箱體表面溫度檢查:對于電抗器其鐵芯帶有氣隙的,其磁路比較複雜,漏磁發熱較變壓器嚴重,这樣除促使電抗變壓器内絕緣更易老化外,在箱體局部也會有過熱現象;

  ( 6 )振动與噪聲:漏磁大也将使電抗器比變壓器有較大的振动與噪聲,當電抗變壓器出現運行異常時尤为嚴重;

  ( 7 )表面閃絡痕迹:主要針對空芯電抗器繞組表面外絕緣、支柱絕緣子以及油浸電抗器的套管表面絕緣而言。

  油浸電抗變壓器内部過熱、振动過大、空芯電抗器繞組表面閃絡等故障,在進口及國産電抗變壓器産品中都曾發生過,應予特别注意。

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