分裂电抗器原理
电抗器的工作原理
电抗器的工作原理电抗器是一种电气元件，它主要用于调节电流和电压的波形，以及改变电路中的功率因数。
本文将详细介绍电抗器的工作原理，包括其基本原理、构造和应用。
一、基本原理电抗器是由线圈和铁芯组成的，其工作原理基于电磁感应。
当电流通过线圈时，线圈中的磁场会与铁芯相互作用，产生感应电动势。
这个感应电动势与电流的变化率成正比，即感应电动势等于电流的变化率乘以一个比例常数。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的方向与电流的变化率的方向相反。
因此，当电流在电抗器中变化时，感应电动势会产生一个反向的电压，从而抵消电流的变化。
这种反向的电压称为感应电压。
二、构造电抗器的主要构造包括线圈和铁芯。
线圈通常由导电材料制成，如铜线或者铝线。
线圈的匝数和截面积决定了电抗器的电感值。
铁芯通常由磁性材料制成，如铁或者钢。
铁芯的形状和材料也会影响电抗器的工作特性。
电抗器还可以根据具体的应用需求进行设计和创造。
例如，高频电抗器通常采用空心线圈和铁氧体芯，以减小电感值和损耗。
而低频电抗器则通常采用实心线圈和铁芯，以增加电感值和稳定性。
三、应用电抗器在电力系统中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 电力因数校正：电抗器可以用来改变电路中的功率因数。
当电路的功率因数低于1时，可以通过串联电抗器来增加电路的感性负载，从而提高功率因数。
相反，当电路的功率因数高于1时，可以通过并联电抗器来增加电路的容性负载，从而降低功率因数。
2. 电力传输：在长距离的电力传输中，电抗器可以用来稳定电流和电压的波形。
通过调节电抗器的电感值和电阻值，可以有效地控制电流和电压的幅值和相位。
3. 滤波器：电抗器可以用来滤除电路中的高频噪声和谐波。
通过选择合适的电感值和频率响应，可以将不需要的频率成份滤除，从而提高电路的性能和稳定性。
4. 电动机起动：在电动机起动过程中，电抗器可以用来限制起动电流的峰值。
通过串联电抗器，可以减小电动机的起动电流，从而保护电动机和电力系统的稳定性。
电抗器工作原理及作用
电抗器工作原理及作用电抗器是一种电气元件，主要用于改变电路中的电压和电流关系，以实现电路的谐振、滤波、功因改善等功能。
它通过在电路中引入电感或电容的方式，改变电路的阻抗特性，从而影响电流和电压的相位和大小关系。
电抗器的工作原理是基于电感和电容的特性。
首先，电感器是一种储存能量的元件，它通过利用线圈中的电流产生磁场，并储存电能。
当电流变化时，磁场也会随之变化，从而产生感应电动势。
其次，电容器是一种储存电能的元件，它通过两个带电极板之间的电介质隔离储存电能。
当电压变化时，电容器中的电荷也会随之变化，从而产生电流。
在电路中，电抗器可以通过串联或并联方式与电感器或电容器相结合使用。
当电抗器与电感器串联时，电抗器的电感特性对电路中的电流产生影响，使电流与电压的相位发生改变。
当电抗器与电容器并联时，电抗器的电容特性对电路中的电压产生影响，使电流与电压的相位发生改变。
通过合理配置电感和电容的数值，可以在电路中调整电流和电压的相位关系，改变电路的阻抗特性。
电抗器的作用主要有三个方面：谐振、滤波和功因改善。
首先，电抗器可以在电路中实现谐振。
谐振是指电路中的电感和电容能够在特定频率下产生共振现象，使电流和电压的相位差为零。
通过调整电抗器和电容器的数值，可以使电路在特定频率下达到谐振状态，实现对特定频率信号的放大和选择性传输。
第二，电抗器可以在电路中实现滤波。
滤波是指通过改变电路的阻抗特性，使特定频率的信号被通过，而其他频率的信号被阻断。
通过合适选择电抗器和电容器的数值，可以改变电路的阻抗特性，实现对特定频率范围的信号的选择性传输。
第三，电抗器可以改善电路的功因。
功因是指电路中有功功率与视在功率的比值，用来衡量电流波形与电压波形之间的相位差。
功因为1时，表示电流和电压完全同相位；功因小于1时，表示电路中存在相位差，功率无法完全有效利用。
通过引入适当的电抗器，可以改变电路中的阻抗特性，使功因接近1，提高电路的功率因素。
电抗器工作原理
电抗器工作原理
电抗器（Reactor）是一种用于调节电流和电压的电气元件，主要用
于抑制谐振、滤波和功率因数校正等电力系统中。
电抗器通过改变电力系
统中的电感和电容量来实现对电流和电压的调节，其原理基于电感和电容
器在交流电路中对电流和电压的影响。
电抗器通常由线圈组成，通过改变线圈的电感来调节电流和电压。
其
主要工作原理如下：
1.抑制谐振：在电力系统中，谐振是一种不良现象，会导致电流和电
压的剧烈波动，损坏设备和影响电力质量。
电抗器可以通过提供与电容器
相反的电感来抑制谐振。
当谐振频率接近电抗器的共振频率时，电抗器会
形成能量吸收器，从而避免谐振现象的发生。
2.滤波作用：在电力系统中，电流和电压中可能存在不必要的波动和
杂频干扰。
电抗器可以通过改变其电感值来实现对特定频率范围内的电流
和电压的滤波作用。
通过选择适当的电感值，电抗器可以滤除不需要的电
流和电压成分，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
3.功率因数校正：在电力系统中，功率因数是衡量系统效率的重要指标。
功率因数越高，系统效率越高。
电抗器可以通过提供电感或电容，来
实现对功率因数的校正。
当系统功率因数低于1时，电抗器可以提供无功
功率来校正功率因数，从而提高系统效率。
总之，电抗器的工作原理是通过改变电感和电容量来调节电流和电压。
它可以抑制谐振、滤波和功率因数校正，并提高电力系统的稳定性和可靠性。
电抗器的工作原理
电抗器的工作原理电抗器是一种用于电力系统中的电气设备，它主要用于调节电流和电压的波动。
本文将详细介绍电抗器的工作原理，包括其基本原理、结构和应用。
一、基本原理电抗器是一种具有感抗性质的电路元件，其主要作用是改变电路中电流和电压的相位关系。
它通过在电路中引入感抗来实现这一目的。
感抗是电感器的一种特性，当电流通过电感器时，会产生磁场，从而储存能量。
当电流方向发生变化时，储存的能量会释放出来，形成电压。
因此，电抗器可以通过改变电流和电压之间的相位差来调节电路的功率因数。
二、结构电抗器通常由线圈和铁芯组成。
线圈是由绝缘导线绕制而成的，它是电抗器的主要部件。
线圈的导线材料通常是铜或者铝，因为这些材料具有良好的导电性能。
铁芯是电抗器的辅助部件，它主要用于增强磁场的强度和稳定性。
铁芯通常由硅钢片制成，因为硅钢片具有较低的磁导率，能够有效减小铁芯的磁损耗。
三、应用电抗器在电力系统中有广泛的应用。
它可以用于电力变压器、电动机、电容器等设备的电路中，以提高系统的稳定性和效率。
具体应用包括以下几个方面：1. 电力因数校正电抗器可以用于校正电力系统中的功率因数。
功率因数是指电流和电压之间的相位关系，它反映了电路的效率。
当功率因数低于1时，电路中会浮现无功功率的浪费。
通过引入电抗器，可以改变电流和电压之间的相位差，从而提高功率因数，减少无功功率的损耗。
2. 电压稳定电抗器可以用于调节电力系统中的电压波动。
在电力系统中，电压的稳定性对于设备的正常运行至关重要。
当电压波动较大时，会对设备的性能和寿命产生不利影响。
通过引入电抗器，可以调节电流和电压之间的相位差，从而稳定电压。
3. 阻尼振荡电抗器还可以用于阻尼电力系统中的振荡。
在电力系统中，振荡是一种常见的问题，它会导致电流和电压的不稳定。
通过引入电抗器，可以改变电路的阻抗特性，从而减小振荡的幅度和频率。
4. 过电压保护电抗器还可以用于保护电力系统中的设备免受过电压的影响。
在电力系统中，过电压是一种常见的问题，它会对设备的正常运行产生不利影响。
分裂电抗器
分裂电抗器
分裂电抗器
分裂电抗器在结构上和普通的电抗器没有大的区别。
只是在电抗线圈的中间有一个抽头，用来连接电源，于是一个电抗器形成两个分支，此二分支可各接一个（如厂用母线），其额定电流相等。
正常运行时，由于两分支里电流方向相反，使两分支的电抗减小，因而电压损失减小。
当一分支出线发生短路时，该分支流过短路电流，另一分支的负荷电流相对于短路电流来说很小，可以忽略其作用，则流过短路电流的分支电抗增大，压降增大，使母线的残余电压较高。
优点：
（1）正常运行时，分裂电抗器每个分段的电抗相当于普通电抗器电抗的1/4，使负荷电流造成的电压损失较普通电抗器为小。
（2）当分裂电抗器的分支端短路时，分裂电抗器每个分段电抗较正常运行值增大四倍，故限制短路的作用比正常运行值大，有限制短路电流的作用。
缺点：
当两个分支负荷不相等或者负荷变化过大时，将引起两分段电压偏差增大，使分段电压波动较大，造成用户电动机工作不稳定，甚至分段出现过电压。
电抗器工作原理
电抗器工作原理电抗器是一种用于改变电路的电感性质的电器元件。
它主要由线圈和铁芯组成，通过调节线圈的电感和铁芯的磁导率，电抗器可以在电路中引入电感或者电容，从而改变电路的电流和电压的相位关系。
电抗器的工作原理可以从电感和磁感应两个方面来解释。
首先，电感是电抗器的主要特性之一。
当交流电通过电感线圈时，会在线圈中产生磁场。
根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会引起电感线圈内产生电动势，从而妨碍电流的变化。
这种妨碍电流变化的特性被称为电感。
其次，电抗器的铁芯也起到了重要的作用。
铁芯具有高磁导率，可以增加电感线圈中的磁场强度。
当交流电通过电抗器时，铁芯会吸收磁场的能量，并在电流的周期性变化过程中释放出来。
这种能量的吸收和释放导致电抗器的电流滞后于电压，从而改变电路中电流和电压的相位关系。
电抗器的工作原理可以通过以下步骤来说明：1. 当交流电源接通时，电抗器中的线圈会产生磁场。
2. 磁场的变化会引起线圈中的电动势，妨碍电流的变化。
3. 由于铁芯的存在，磁场能量被吸收并在电流周期性变化过程中释放。
4. 电抗器的电流滞后于电压，改变了电路中电流和电压的相位关系。
5. 通过调节电抗器的线圈和铁芯的参数，可以控制电抗器的电感和电容特性，从而改变电路的电流和电压的相位关系。
电抗器在电力系统中有广泛的应用。
它可以用于电力因数校正、谐振电路的设计、电压稳定器的控制等方面。
通过合理使用电抗器，可以提高电力系统的效率和稳定性。
总结：电抗器是一种用于改变电路的电感性质的电器元件。
它通过调节线圈的电感和铁芯的磁导率，改变电路中电流和电压的相位关系。
电抗器的工作原理主要包括电感和磁感应两个方面。
电感妨碍电流的变化，而铁芯吸收和释放磁场的能量，导致电流滞后于电压。
通过调节电抗器的参数，可以控制电路的电流和电压的相位关系，从而实现电力因数校正和电路稳定性的改善。
电抗器在电力系统中有广泛的应用，对提高电力系统的效率和稳定性起到重要作用。
电抗器的工作原理
电抗器的工作原理电抗器是一种用于电力系统中的无源电气元件，它主要用于调节电流和电压的稳定性。
它的工作原理是基于电感和电容的特性。
电感是一种储存电能的元件，它由导体线圈组成。
当通过电感的电流发生变化时，它会产生磁场。
根据法拉第电磁感应定律，当电流的变化率发生变化时，会在电感中产生电动势。
这个电动势会阻碍电流的变化，从而使电感具有阻抗的特性。
电感的阻抗与频率成正比。
电容是一种储存电能的元件，它由两个导体板之间的绝缘介质隔开。
当电容器两端的电压发生变化时，电容器会储存或释放电能。
根据电容器的特性，电容器会阻碍电压的变化，从而使电容器具有阻抗的特性。
电容器的阻抗与频率成反比。
电抗器由电感和电容器组成，通过调节电感和电容的数值，可以改变电抗器的阻抗特性。
当电抗器连接到电力系统中时，它会对电流和电压产生影响。
在电力系统中，电抗器主要有两种工作方式：容性补偿和感性补偿。
容性补偿是通过增加电容器的阻抗来补偿电力系统中的感性负载。
感性负载是指对电流滞后于电压的负载，如电动机和变压器。
通过增加电抗器的电容值，可以使电抗器的阻抗与感性负载的阻抗相抵消，从而使电流和电压保持平衡。
这样可以提高电力系统的功率因数，减少无功功率的损耗。
感性补偿是通过增加电感的阻抗来补偿电力系统中的容性负载。
容性负载是指对电流超前于电压的负载，如电容器和电子设备。
通过增加电抗器的电感值，可以使电抗器的阻抗与容性负载的阻抗相抵消，从而使电流和电压保持平衡。
这样可以提高电力系统的功率因数，减少过电压的问题。
除了容性补偿和感性补偿外，电抗器还可以用于抑制电力系统中的谐波。
谐波是指电力系统中频率不同于基波频率的电压和电流分量。
谐波会导致电力系统中的电压波形失真，甚至损坏电力设备。
通过选择合适的电抗器参数，可以使电抗器与谐波的阻抗相匹配，从而抑制谐波的产生和传播。
总之，电抗器是一种用于电力系统中的无源电气元件，通过调节电感和电容的数值，可以改变电抗器的阻抗特性。
发电厂及其电气部分第十三讲
缺点是熔点高，在小而持久的过负荷时不易熔化。
一、高压熔断器的用途和工作原理
2. 高压熔断器的工作原理
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熔断器与所保护的线路或设备串联。 正常状态下，熔体仅通过不大于额定值的负荷电流， 其正常发热温度不会使它熔断。其它部分如触头、外 壳也会发热，但都不超过它们的长期发热允许温度。 当回路发生过负荷或短路时，过负荷电流或短路电 流通过熔体在其上产生发热。熔体在被保护设备的温 度未达到破坏其绝缘之前熔断，从而电路断开，设备 得到保护。
13.1 限流电抗器的选择
限流电抗器
关于“百分电抗”
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百分电抗是以电抗器自身额定值为基
准值的标么值乘以100。即：
XL % XL UN / 3 I N 100 %
所以电抗器电抗的有名值为：
XL XL % UN 3 IN
相同UN、IN时，XL%越大，XL越大，限流效果越好。
四、高压熔断器的选择和校验
3. 校验开断容量 非限流型： INbr ≥ Ish
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限流型：
INbr ≥ I”
四、高压熔断器的选择和校验
4. 校验选择性
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如果电网电路中有几个熔断器串联，则应考虑各级熔 断器特性的配合问题。 即任一支路发生过负荷或短路，熔断器必须有选择 性的熔断，应只有该支路中的熔断器熔断。
作者：
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两臂自感L相同，自感抗为XL＝ωL；
两臂间互感为M＝fL（f为互感系数，一般为0.4－ 0.6），XM＝ωM＝ωfL＝fXL。 分裂电抗器的等值电路 如图：
二、分裂电抗器的选择和校验
2. 分裂电抗器电抗百分值确定
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1前言
分裂电抗器是限流电抗器的一种。
它与普通的限流电抗器一样，是一个空心或无导磁材料的感抗线圈。
在配电系统中安装此种电抗器，可以限制该系统回路发生故障时的短路电流，从而降低断路器的开断电流容量，保证断路器的正常开断。
空心式分裂电抗器的特点是其电抗值不随流经电流的变化而变化。
目前，电流从100A到 5 000A 用于户内装置的分裂电抗器一般采用干式空气自冷的绕包式结构。
这种电抗器按其安装排列方式可分为三种：三相垂直排列、两垂一并排列和三相水平排列。
用支柱绝缘子将各相之间及其与基础之间进行连接。
用于垂直排列的电抗器，中间相线圈的绕向与其上下两相线圈相反，而三相水平排列的电抗器其绕向相同。
分裂电抗器与普通限流电抗器仅在出线端上有所区别。
普通电抗器只有两个出线端，分裂电抗器有三个出线端。
由中间的出线端将整个线圈分为两个部分，并称之为分裂电抗器的两臂，这两臂的绕向相同，但两臂中_的电流方向是相反的。
设 n为分裂电抗器每一臂的自感电抗，为两臂间的互感电抗，其值为( ) 厂c为以分数表示的互感系数，它取决于分裂电抗器的结构形式，通常 .厂c=0.4-0.6。
在理想运行情况下，分裂电抗器的两臂通过大小相等、方向相反的电流。
运行中，分裂电抗器每臂中的实际电抗为，由于两臂中的电流产生的磁场量是相互减弱的，所
以，X = . n为负值，这样， n n n=(I ) ”= (0.4-0.6)X ，如每臂的电压降为，则 U=/X=(0.4～ 0.6)/XH。
由此可以说明理想运行情况下，分裂电抗器每臂的电压降仅为普通电抗器电压降dx )的0.4-0.6 倍。
当分裂电抗器的一臂发生短路故障时如图4 所示。
这时，强大的短路电流，K只通过分裂电抗器的短路臂，而另一臂仍为原有的负载电流，其值与另一臂短路电流相比则显得很小，因此可忽略其对短路臂的互感影响，短路一臂的电抗仍可认为是。
这样，分裂电抗器在正常运行中每臂的电压降比普通电抗器小
0.4-0.6倍;而短路时短路臂电抗仍为n ，起到了限制短路电流的作用，这正是分裂电抗器的一大优点。
3出口电压偏移
在应用分裂电抗器时，还应注意到其在正常状态和短路状态时的电压变动范围，如图5所示。
由于电抗器的电阻很小，电压降主要是由电流的无功分量在电抗器的感抗中产生的，所以，当忽略电压降的有功分量时，母线 I上的出口电压 U 可写成： t= 。
_、/3，、/3，2 = 将等代人上式得： Ul= (，。
Izpfc)： 100V 3 IH (Ilsi 一I2sin~zfc) 同理，对于母线Ⅱ上的出口电压有： U2= { (，
2sin ，lsin 式中 Q 分裂电抗器每臂的额定电抗百分数。
厂一分裂电抗器每臂的自感电抗，Q . ～互感系数,fc=M/C L——分裂电抗器每臂的自感，H 一分裂电抗器两臂的互感，H 』厂分裂电抗器的额定电流，A ，，——母线 I的负载电流，A ，2.一母线Ⅱ的负
载电流，A co印l、c0s 厂电流，l和，2的功率因数，厂电流，的无功分量，A ，2广电流，2的无功分量，A ，——母线Ⅱ上的短路电流，A ——母线 I上的出口电压，V 厂母线Ⅱ上的出口电压，V 。
广一电抗器额定电压 (与电网额定电压相等)，V (/—一电源侧电压(当正常情况下，认为此电压为额定电压)，V 在计算母线上的电压变动范围时，还应考虑下面几个因素。
(1)分裂电抗器两臂负载电流不均匀，设他们的比例为 1：2。
(2)每臂负载电流在(0.5-1)，H间波动。
(3)电压偏移 AU是指最大电压和最小电压 Uzx的算术平均值，即AU= 。
如取 UH为电压基本值，并设 cos~p1=cos~2=oos~，则以百分数表示的母线 I出口电压偏移为： AU = ×[ (1lzxsin~-
in~fc)(l 一 n ]= (lz~fc-llzx+ (1) 同理AU2%。
一 +，Jzxfc) (2) 以母线 I为例，若 Q”=1O%，cos~p=0.8，fc=0.5，同时根据以上所考虑的三个因素，则： I1~=0.51zd=0.51H ，2Zx=0.51I乃
r=0.5X0.5IH=0.25，H J『2Zd=0.5，lzd=O.5/. 按式(1)计算得： AU。
%：× (O.5，H×0.5-0.51H+0.25，HX0.5)= 1.125% 对于普通的电抗器，当负载最大时，出I=l端的最大电压为： U ：U— 3 IPzxX=U— 3 I nsin~ 将代入上= 100：IHX 、/3，H)< luu 同理，当负载最小时，出口端的最小电压为：以百分数表示的电压偏移AU为： AU%= ×10o_ oo×( U~r-U+ ㈨一 2 一一若同样取 =0.5 l=0.5，H，
cos~p=0.8，QH=10%，则电压偏移 AU为： AU%：(0.5110：1 因此
可以认为，当考虑到几个合理的假定之后，在正常运行情况下，分裂电抗器出口端的电压偏移与普通电抗器的出口电压偏移并无多大区别，波动的数值在 l%左右。
4故障情况
母线Ⅱ上负载发生短路的情况如图6所示。
这时，分裂电抗器连接接地源的中点引出线上的电压为：Fig.6 Sprit reactor Ⅱduring short circuit of one arm of load U=x/3，H-x/3 Ii 而母线 I出口端电压U 可写成：Ul：1PfH+、/丁IKXw,"c= 、/丁，一、/丁，一、/丁，。
l 、/丁X (P)(1岷) XH=.QuH —代入上式得：u -lQ0H0 UH(1~fc)(/~一/』i P) 或： QH ×(1 (斧一 ) (3) 这里UI> 的条件是蛊×(1 (舞一等)>l，若略去，并用短路电流倍数 K 代替了_IK，则 U-> 1H JH 的条件为 . K>靠 (4) 当 =0-4～0·6时，T 0·714～0·625。
一般情况下，(1o~o K)总是大于0.714～0.625，所以，u·总是大于，严重时的极端情况是电源母线上系统的容量为无穷大，这里， 10 0 =1，则取得极大值。
5结束语
由上述分析可知，在分裂电抗器的一臂上负载发生短路时，将使另一臂的母线上的出口电压升高，最高达到 1.6U.。
另外，从式(3)和式(4)可以看出，当短路电流倍数K及互感器系数.厂c越大时，不等式越容易满足，而 U 值比值变化的越大。
为使u·不至于大到危险的数值厂c的数值一般限制在 0.4~0.6。