第四节 限流电抗器的选择
第四节 限流电抗器的选择
限流电抗器 ●1.限流电抗器的作用 限制短路电流 (1)线路电抗器 (2）鞋较多瓷终路使出线 (3)变歷器睡酪电旆器的分段处或主 2限斑外要路霜曦整 线 (1)鞋禳毛电流。 构成：绕组、水泥支柱及支持绝缘子
限流电抗器 1.限流电抗器的作用 限制短路电流 （1）线路电抗器 （2）母线电抗器 （3）变压器回路电抗器 2.限流电抗器的结构类型 （1）混凝土柱式限流电抗器 串接在线路或电缆馈线上，使出线能选用轻型断 路器以及减小馈线电缆的截面。 串接在发电机电压母线的分段处或主变压器的低压 侧，用来限制厂内、外短路时的短路电流，也称为母 线分段电抗器。当线路上或一段母线上发生短路时， 它能限制另一段母线提供的短路电流。 安装在变压器回路中，用于限制短路电流，以便 变压器回路能选用轻型断路器。 构成：绕组、水泥支柱及支持绝缘子
限流电抗器 ●○ ● （2)分裂电抗器 分裂电抗器每相线圈有中间抽头，一般中间抽头 接电源侧，两端头接负荷侧，现被广泛应用。 (3)干式空心限流电抗器 能承受户外恶劣的气象条件，可在户内、 户外使用。 ●3.限流电抗器型号 1K2-3 4 -5 1:结构特点：N-水泥柱式；F-分裂式；K:电抗器 2:线圈材料：L-铝线；铜线不表示 3:额定电压(kV) 4:额定电流（A) 5:电抗百分数(%)
限流电抗器 （2）分裂电抗器 （3）干式空心限流电抗器 3.限流电抗器型号 分裂电抗器每相线圈有中间抽头，一般中间抽头 接电源侧，两端头接负荷侧，现被广泛应用。 能承受户外恶劣的气象条件，可在户内、 户外使用。 1 K 2 — 3 — 4 — 5 1：结构特点：N－水泥柱式；F－分裂式；K：电抗器 2：线圈材料：L－铝线；铜线不表示 3：额定电压（kV） 4：额定电流（A） 5：电抗百分数（%）
一、额定电压和额定电流的选择 U2UNs,I小2Imax 当分裂电抗器用于发电厂的发电机或主变压器回 路时，Imx一般按发电机或主变压器额定电流的70% 选择；而用于变电站主变压器回路时，Imax取两臂中 负荷电流较大者，当无负荷资料时，一般也按主变压 器额定容量的70%选择
UN≥UNS ， IN≥Imax 当分裂电抗器用于发电厂的发电机或主变压器回 路时， Imax一般按发电机或主变压器额定电流的70% 选择；而用于变电站主变压器回路时， Imax取两臂中 负荷电流较大者，当无负荷资料时，一般也按主变压 器额定容量的70%选择。 一、额定电压和额定电流的选择
二、电抗百分值的选择 ●1.普通电抗器电抗百分值的选择 ●按出线首端短路电流的”不大于出线（轻型）OF的额定开 断电流来选择，即2， ●注：采用标幺值计算，其基准值：U(电网平均额定电压)、I,见 图所示。x:以电抗器自身额定电压、额定电流为基准的电抗标么 G
1. 普通电抗器电抗百分值的选择 按出线首端短路电流的I”不大于出线（轻型）QF的额定开 断电流来选择，即 INbr≥I” 。 注：采用标幺值计算，其基准值：Ud（电网平均额定电压）、Id，见 图所示。 x * L：以电抗器自身额定电压、额定电流为基准的电抗标幺 值 QF G 图6-7 普通电抗器的选择与校验 U1 L K X T U2 Ure ' *∑ x L x* Imax U1 U2 b c d ImaxxL φ φ 图(a) 接线原理图 图(b) 短路时等效图 图(c) 正常运行时的电压矢量图 ' *∑ x 二、电抗百分值的选择
(1)按将短路电流限制到要求值来选择 ●设电源至短路点前的系统电抗标么值为x,则x*=IT”【此 处电源电压标么值为1儿七。 I'- /3x x=3 ●设电源至电抗器前的系统电抗标么值为x+Σ X*L=X*Σ一X*Σ ●再将此电抗换算成以电抗器本身额定参数为基准的百分电抗。 化简得：，- :x%= 1Ua×100% i ● 【说明：首先按I=Ib初选电抗， ●然后再按实际电抗验算】
设电源至短路点前的系统电抗标么值为x*Σ，则 x*Σ= Id/I” 【此 处电源电压标么值为1】 设电源至电抗器前的系统电抗标么值为 再将此电抗换算成以电抗器本身额定参数为基准的百分电抗。 化简得： 【说明：首先按I” = INbr初选电抗， 然后再按实际电抗验算】 ∑ = x U I d 3 " " 3I U x d ∑ = * " " 3 / 3 I I I U I U x d d d d ∑ = = ' * = *∑ − *∑ x x x L ' *∑ x ) 100% ' ' % ( ' = − *∑ × d N d N d L I U I U x I I x （1）按将短路电流限制到要求值来选择
(2)正常运行时，电压损失校验：即△U≤5% U=U2+jImaxxL AU9%-☑-L×100%=0×100%≈c×100%=V51=x,sim0 U U, U, UN =x% 、UyV3 Imax sin ≤5% 3IN UN (3)短路时母线残压校验 △U%≥60-70% △Ue%=x,% UN3I 3NUN % ≥60~70% IN
（2）正常运行时，电压损失校验：即△U≤5% L U1 U 2 j I max x • • • = + 5% sin % 3 sin 3 % 3 sin % 100% 100% 100% max max max 1 1 1 1 2 = = ≤ × = × ≈ × = − ∆ = N L N N N L N L I I x U I I U x U I x U bc U bd U U U U φ φ φ （3）短路时母线残压校验 △Ure%≥60~70% △Ure%= % 60 ~ 70% 3 3 '' % " = ≥ N L N N N L I I x I U U I x
2.分裂电抗器电抗百分值的选择 (1)按将短路电流限制到要求值来选择 (1+f)x (1+f)x 原理与普通电抗器相同，可按前式计算，但因分 裂电抗器产品系按单臂电抗算出，所以应进行换 算。X1%与x%的关系与电源连接和限制那一侧 短路电流有关
2. 分裂电抗器电抗百分值的选择 （1）按将短路电流限制到要求值来选择 分裂电抗器等值电路 L − fx L (1+ f )x L (1+ f )x 3 1 2 3 1 2 （a）分裂电抗器接线图 (b)等值电路 • U 1 • I 2 • I Ⅰ Ⅱ 1 • U 2 • U 原理与普通电抗器相同，可按前式计算，但因分 裂电抗器产品系按单臂电抗算出，所以应进行换 算。 与 的关系与电源连接和限制那一侧 短路电流有关。 xL1% xL%
2.分裂电抗器电抗百分值的选择 (1)按将短路电流限制到要求值来选择 ● ①仅当3侧有电源，1或2侧短路时：x1%=x,% ●②1和2侧有电源，3侧短路，或三侧均有电源3侧短路时： 2 x1%= xz% (1-f) 式中，为耦合系数，如无厂家资料， f=0.5
2. 分裂电抗器电抗百分值的选择 （1）按将短路电流限制到要求值来选择 ①仅当3侧有电源，1或2侧短路时：xL1% = xL % ②1和2侧有电源，3侧短路，或三侧均有电源3侧短路时： % (1 ) 2 L1% xL f x − = f = 0.5 式中，f为耦合系数，如无厂家资料
2.分裂电抗器电抗百分值的选择 ●(2)电压波动校验 正常运行时，要求两臂母线的电压波动不大于母线额 定电压的5%。如母线I段电压为： U=U-3x sinp+3xf2 sino2 为*兰 ● 100V3x代入可得： ●式中，I1、I2为I、Ⅱ段母线上负荷电流，如无负荷资料， 可取1=0.31,1☑2=0.71w0、p为为I、Ⅱ段母线上 ●负荷功率因数角，一般可取cosp=0.8
2. 分裂电抗器电抗百分值的选择 （2）电压波动校验 正常运行时，要求两臂母线的电压波动不大于母线额 定电压的5%。如母线Ⅰ段电压为： 因为 代入可得： 式中，I1、I2为Ⅰ、Ⅱ段母线上负荷电流，如无负荷资料， 可取 ， ；、为为Ⅰ、Ⅱ段母线上 负荷功率因数角，一般可取 。 1 1 1 1 1 2 2 U = U − 3xL I sinϕ + 3xL fI sinϕ N L N L I x U x 100 3 1% 1 = × % % %( sin sin ) 2 2 1 1 1 1 ϕ ϕ N N L I I f I I U = U − x − N I 0.3I 1 = N I 0.7I 2 = ϕ1 ϕ 2 cosϕ = 0.8