限流电抗器(Current Limiting Reactor)是电力系统中一种重要的电气设备,主要用于限制短路电流或调节电路中的电流,以保护电网设备免受过电流的损害。以下是关于限流电抗器的详细介绍:
功能:
在电力系统发生短路故障时,限制短路电流的幅值,避免断路器、变压器等设备因电流过大而损坏。
平衡系统阻抗,调节电压分布,减少电压波动。
在某些场合中,用于限制谐波电流或限制电动机启动电流。
工作原理:
通过自身的电感特性(感抗 XL=ωLXL=ωL)增加电路阻抗,从而限制电流的快速上升。
短路时,电抗器的感抗会显著增加回路总阻抗,降低短路电流的幅值。
结构特点:
通常由线圈(铜或铝导体)绕制而成,可能带铁芯或为空心结构。
空心电抗器:无铁芯,线性度好,但体积较大。
铁芯电抗器:带分段的铁芯(避免磁饱和),体积小但需考虑饱和问题。
常见类型:
串联电抗器:直接串联在电路中,用于限流或滤波。
并联电抗器:用于补偿系统电容电流(如长输电线路)。
分裂电抗器:特殊设计,用于多分支电路中实现限流和隔离。
电力系统:
发电厂、变电站的母线或出线端,限制短路电流。
配电网中保护变压器和电缆。
新能源领域(如风电、光伏)中抑制谐波和过电流。
工业领域:
限制电动机启动时的冲击电流。
电弧炉、变频器等设备的谐波治理。
额定电流:电抗器长期允许通过的最大电流。
电抗值(%):以百分比表示的额定电抗(如5%、10%),反映限流能力。
电压等级:与系统电压匹配(如10kV、35kV)。
温升与绝缘:需满足长期运行时的温度要求和绝缘等级(如B级、F级)。
选型依据:
根据系统短路电流计算结果选择电抗值。
考虑安装位置(母线侧、线路侧)和散热条件。
配置方式:
与断路器、熔断器等配合使用。
在分布式电源接入时,可能需要多级限流电抗器。
优点:
结构简单,可靠性高,维护成本低。
对高频谐波有抑制作用。
缺点:
正常运行时会产生电压降和功率损耗。
可能影响系统的动态稳定性(需合理设计)。
日常维护:
检查线圈温升、绝缘状态和连接点是否松动。
定期进行直流电阻测试和绝缘电阻测试。
常见故障:
线圈过热(因过载或散热不良)。
绝缘老化导致局部放电或击穿。
智能化:集成传感器实时监测电抗器状态。
新材料:采用高温超导材料降低损耗。