兩種形式限流電抗器介紹

【摘要】介紹了兩種形式的限流電抗器結(jié)構(gòu)，并分析了優(yōu)缺點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】限流電抗器；磁屏蔽；鋁屏蔽

1、引言

在電力系統(tǒng)中，限流電抗器主要用于當(dāng)電力變壓器發(fā)生短路故障時(shí)限制短路電流，以便于斷路器開端故障線路，并在斷路器開斷故障線路之前維持變電所母線電壓于一定水平，使其它正常線路上的電氣設(shè)備能夠正常工作，降低短路電流對(duì)系統(tǒng)的沖擊。

限流電抗器為空心結(jié)構(gòu)，只有線圈，沒(méi)有鐵心，磁路為非導(dǎo)磁體，因而磁阻比較大，電感值較小并且為常數(shù)。過(guò)去生產(chǎn)的限流電抗器通常制成單相的水泥電抗器，現(xiàn)在逐漸被取代。我們現(xiàn)在常用的為絕緣壓板和螺桿將繞好的線圈拉緊的夾持式。限流電抗器通常制成單相，所以本文所介紹內(nèi)容均為單相情況。根據(jù)屏蔽材料的不同分為磁屏蔽式和鋁屏蔽式。下面就這兩種形式分別介紹。

2、兩種形式限流電抗器的結(jié)構(gòu)

1）磁屏蔽式空心限流電抗器

如圖1.所示，磁屏蔽式限流電抗器為雙柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)。由于磁通方向相反，因此A、B兩柱的繞向完全相反。線圈上下分別有端圈和壓板保證絕緣性能和機(jī)械性能。為了減少漏磁通對(duì)限流電抗器周圍設(shè)備或組件的影響，壓板上下分別放置磁屏蔽。共四根拉螺桿貫穿磁屏蔽起到拉緊固定作用。

2）鋁屏蔽式空心限流電抗器

如圖2.所示，鋁屏蔽式限流電抗器為單柱空心結(jié)構(gòu)，主要組成部分為線圈及鋁屏蔽。設(shè)電抗器總電感為L(zhǎng)總，線圈空心電感為L(zhǎng)，鋁屏蔽削弱部分電感為ΔL，那么L總=L-ΔL。線圈的空心電感L與線圈匝數(shù)、平均半徑、輻向尺寸以及高度有關(guān)，而ΔL除了與這些有關(guān)以外，還有一個(gè)重要參數(shù)是線圈到鋁屏的距離，一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)距離越遠(yuǎn)，鋁屏對(duì)電感的削弱程度越小，反之則越大。

3、兩種結(jié)構(gòu)的比較

1）磁屏蔽結(jié)構(gòu)為雙柱并聯(lián)，有完整的磁路，整體限流電抗器的電感即為每個(gè)線圈電感的1/2，計(jì)算值與實(shí)測(cè)值偏差較小。另外，由于兩柱并聯(lián)，可以滿足電流大，阻抗小的要求。如果電流特別大時(shí)，每個(gè)線圈可以采用中部進(jìn)線，上下兩臂并聯(lián)的形式，而不必因?yàn)殡娏鞔蟊匦柽x用多根導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)。但由于磁屏蔽的疊積方式原因，磁屏蔽結(jié)構(gòu)的限流電抗器其外限有尖角，對(duì)變壓器線圈距離必須嚴(yán)格保證，因此占用的空間較大。

2）鋁屏蔽結(jié)構(gòu)為單柱，占用空間小，外限圓滑，到變壓器線圈的絕緣距離小。但是鋁屏結(jié)構(gòu)采用首末端出線，當(dāng)電流很大時(shí)需采用多匝導(dǎo)線輻向并繞的方式，甚至采用軸向輻向同時(shí)并繞。由于選用這種結(jié)構(gòu)限流電抗器通常對(duì)尺寸限制較大，線圈平均半徑一般較小，不適宜選用換位導(dǎo)線。所以一般采用多根紙包銅扁線并繞，由于換位空間不足，則線圈形式可采用螺旋式交叉換位。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，當(dāng)鋁屏與線圈距離過(guò)小時(shí)，ΔL占L總的比值會(huì)很大，L值小，有可能無(wú)論怎樣增加線匝，L值也不再增加。而且，L總太大，L太小，非常浪費(fèi)材料。并且，當(dāng)鋁屏與線圈距離近時(shí)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)將超過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)值，ΔL計(jì)算值偏差很大，可能無(wú)法滿足對(duì)阻抗的要求。因此，這種結(jié)構(gòu)的限流電抗器鋁屏半徑不可太小，且更適合電流和阻抗都不大的情況。

4、結(jié)束語(yǔ)

兩種結(jié)構(gòu)的限流電抗器，各有適用的范圍，也有各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)。目前來(lái)說(shuō)，雙柱磁屏蔽式應(yīng)用較多，經(jīng)驗(yàn)比較豐富。單柱鋁屏蔽式因?yàn)槠涮攸c(diǎn)，只在變壓器油箱內(nèi)空間不足時(shí)有過(guò)幾次應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)電流、阻抗及適用的尺寸等各種參數(shù)做出不同的選擇和調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

[1]曹文斌.高速限流保護(hù)開關(guān)的原理分析及應(yīng)用探討[J].電氣工程應(yīng)用，2010（03）.