欢迎访问电子工程网!   登录 | 免费注册 ]   

hbka888的个人空间 http://www.eechina.com/space-uid-94327.html [收藏] [复制] [分享] [RSS]

博客

电抗器在电力系统中的应用

已有 227 次阅读2014-5-20 10:44

1 概述 

  随着我国企业用电负荷的日益增加,电抗器在电力系统中的作用越来越重要,用途也日益广泛。电抗器在电力系统中主要用于限制短路电流、无功补偿和移相等,是电感性高压电器。电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。并联电抗器,在超高压远距离输电系统中,用于补偿线路的电容性充电电流,限制系统电压升高和操作过电压,主要起到稳定电压的作用;串联电抗器,安装在电容器回路中,在其投入运行时起抑制合闸涌流的作用并可以抑制谐波。 

  2 电抗器在电力系统中的主要用途 

  2.1 限制短路电流 

  电力系统发生短路时,会产生非常大的短路电流。为了保障电气设备的动稳定性和热稳定性,常在出线断路器处串联电抗器,以增大短路阻抗,达到限制短路电流的目的。由于采用了电抗器,在发生短路时,电抗器上的电压降较大,也起到了维持母线电压的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的电气设备运行的稳定性。 

  2.2 限制高次谐波 

  由于电力系统中使用了大量的电力电子器件,特别是大功率直流及变频设备等,产生了大量的谐波,致使补偿电容器频繁损坏,甚至无法投入补偿电容器。当谐波较小时,可以用谐波抑制器,电力系统中谐波较高时,要用串联电抗器,也可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。 

  2.3 降压启动 

  随着我国工矿企业中电动机功率不断增大,电压等级不断提高,随之产生的起动电流也越来越大,为了保护电动机不被冲击电流损坏,限制其起动电流,常采用电抗器与电动机串联。下图为某煤矿主通风机供电系统图: 

  2.4 无功补偿 

  随着我国工矿企业大功率非线性负荷的日益增加,电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势,煤矿电力系统对无功功率的需求日益增大。无功平衡对提高电力系统的经济效益和改善供电质量非常重要,同时要求其能够动态调节,在负荷高峰时能提供较多的容性无功,以满足工矿企业的无功需求,稳定系统电压;另一方面又要能提供感性无功,以平衡轻载时大量电缆的充电功率,保证系统电压不致过高。电容器与电抗器串联组成的LC串联电路,具有抑制一定频率谐波的功能,通常低压串联电抗器用来抑制3、4、5次谐波。 

  2.5 消弧电抗器 

  消弧电抗器接于三相变压器的中性点与地之间,在三相电网的一相接地时,可以供给感性电流,以补偿流过接地点的电容性电流,使电弧不易起燃,从而避免电弧多次重燃引起过电压。消弧电抗器广泛用于6kV-10kV级的谐振接地系统。 

  2.6 移相功能 

  移相是交流信号的波形在变化时没有按原来角度变化,发生了角度变化。 

  移相电抗器的作用是用来削弱半导体变流装置和非线性负载产生的谐波电流和电压对供电系统的影响,是变流器供电系统抑制谐波的新方法。因为三相对称供电系统中一般以5、7、11和13次谐波含量较大且对系统影响较为严重,故移相电抗器针对削弱这几次谐波来设计。 

  2.7 输入、输出电抗器 

  2.7.1 输入电抗器 

  主要应用于工业自动化控制中,用于抑制变频器、调速器等产生的浪涌电压和电流,最大限度的衰减系统中的高次和畸变谐波,限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击。 

  2.7.2 输出电抗器 

  亦称马达电抗器,主要应用于工业自动化系统中,特别是使用变频器的场所,用来延长变频器的有效传输距离,有效抑制变频器的IGBT模块开关时产生的瞬间高压。适用于补偿分布电容,抑制输出谐波电流,有效保护变频器和改善功率因数,减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。 

  3 新型电抗器的应用前景分析 

  电抗的调节对提高电力系统运行性能有着明显的作用。可控电抗器的应用,其容量随传输功率的大小而变化,防止线路一侧开关切合所产生的操作过电压和相应的暂态振荡过电压,从而减少电网损耗,提高系统稳定性。 

  3.1晶闸管控制电抗器(TCR) 

  TCR由电抗器及晶闸管等构成与系统并联,通过控制晶闸管阀的导通角来调节等效感抗。TCR基本结构如下图: 

  目前,基于TCR的高压静止型动态无功补偿装置(SVC)在电力系统中得到了大量的应用。SVC接入系统中,电力电容器提供固定容性无功,补偿电抗器通过电流决定补偿电抗器输出的感性无功,能够降低高压负载产生的无功冲击,改善电网电压波动,提高电网功率因数,是一种技术含量高、经济效益显著的新型节能装置。 

  但是晶闸管控制电抗器也存在如下不足:由于晶闸管阀制造水平的限制,其不能直接应用在35kV以上的高压电力系统中,须通过降压变压器接在高电压等级线路中;TCR能带来大量谐波,须附加滤波装置;晶闸管阀需要准确的控制和过于复杂的保护装置,且TCR控制存在死区;晶闸管用来提供全补偿,但高压晶闸管十分昂贵;脉波数大于12的TCR过于复杂且价格很高,其触发控制精度不够高,脉波数大于12的TCR还没有大量投入实际使用。 

  3.2磁控电抗器(MCR) MCR和TCR功能相似,但MCR可靠性更高,安装、维护简单,减少了开关操作次数,运行时间长,比较经济,电能质量控制效率高,控制范围大,可有效地减少功率损失,提高电网运行稳定性。 

  MCR在工况条件下内部损耗仅为TCR系统的1/2,通过国外部分国家在电力企业的应用,可发现新型的MCR,可自动平滑地控制20kV到1150kV的输电系统,最高容量达500MVAR。在国家大电网的建设中,可靠性、效率、稳定性以及节能是核心技术,新型的MCR技术特别适用于长线路超高压交流线路。 

  4 结语 

  目前,新型可控电抗器是电力系统中电压控制与无功补偿的重要装置,其具有适用电压范围广、可靠性好、谐波小、维护简单等显著优点,是一种经济、高性能的静止型动态无功补偿装置。 

  磁阀式可控电抗器(MCR)在技术及性价比方面,与TCR相比具有显著的优点,它也可以用在同步调相器和SVC上。由于其具有的可靠性、高效率、经济性等显著优点,其势必在未来会有更广泛的应用。


路过

鸡蛋

鲜花

握手

雷人

评论 (0 个评论)

facelist

您需要登录后才可以评论 登录 | 立即注册

回顶部