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电抗器的基本结构

一、铁心式电抗器的结构

铁心式电抗器的结构与变压器的结构相似，但只有一个线圈———激磁线圈；其铁心由若干个铁心饼叠置而成，铁心饼之间用绝缘板（或纸板、酚醛纸板、环氧玻璃布板）隔开，形成间隙；其铁轭结构与变压器相同，铁心饼与铁轭由压缩装置通过螺杆拉紧，形成一个整体，铁轭和所有的铁心饼均应接地。铁心结构如图1-1所示，滤波电抗器回收，铁心饼由硅钢片叠成，叠片方式有以下几种：

图1-1铁心电抗器的铁心结构

（a）单相电抗器铁心；（b）三相电抗器铁心

（1）平行叠片

其叠片方式如图1-2（a）所示，与一般变压器相同，每片中间冲孔，用螺杆、压板夹紧成整体，适用于较小容量的电抗器。

（2）渐开线状叠片

其叠片方式如图1-2（b）所示，与渐开线变压器的叠片方式相同，中间形成一个内孔，外圆与内孔直径之比约为4:1至5:1，适用于中等容量的电抗器。

（3）辐射状叠片

其叠片方式如图1-2（b）所示，硅钢片由中心孔向外辐射排列，适用于大容量电抗器。

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1电抗器选择不当的后果

1.1 基本情况介绍

某110kV变电所新装两组容量2400kvar的电容器组，由生产厂家提供成套无功补偿装置，其中配置了电抗率为6%的串联电抗器，容量为144kvar。电容器组投入运行之后，经过实测发现，该110kV变电所的10kV母线的电压总畸变率达到4.33%，超过公用电网谐波电压(相电压)4%的限值[2]，其中3次谐波的畸变率达到3.77%，超过公用电网谐波电压(相电压)3.2%的限值[2]。

经过仔细了解和分析，发现该110kV变电所的10kV系统存在大量的非线性负载。即使在电容器组不投入运行的情况下，10kV母线的电压总畸变率也高达4.01%，其中3次谐波的畸变率高达3.48%。在如此谐波背景下，2400kvar电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器是否适合?现计算分析如下。

1.2 电抗率的选择分析

(1)电容器装置侧有谐波源时的电路模型及参数

在同一条母线上有非线性负荷形成的谐波电流源时(略去电阻)，并联电容器装置的简化模型如图1所示[3]。

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电抗器的电抗率K值的选取

1、如在系统中谐波含量很少而仅考虑限制合闸涌流时，则选 K=（0.5~1）%即可满足标准要求。但这种电抗器对5次谐波电流放大严重，对3次谐波放大轻微。

2、如在系统中存在的谐波不可忽视时，应查明供电系统的背景谐波含量，然后再合理确定K值。为了达到抑制谐波的目的，电抗率的配置应使用电容器接入处综合谐波阻抗呈感性。

　　当系统中电网背景谐波为5次及以上时，这时应配置电抗率为（4.5~6）%。电网的一般情况是：5次谐波，7次次之，3次较小。因此在工程中，选用K=4.5%~6%的电抗器较多，国际上也通常采用。

　　配置6%的电抗器抑制5次谐波效果好，但有明显的放大3次谐波作用。它的谐振点（204HZ）远离5次谐波的频率（250HZ），裕量较大。

配置4.5%的电抗器对3次谐波放大轻微，因此在抑制5次及以上谐波，同时又要兼顾减小对3次谐波的放大，在这种情况下是适宜的。但它的谐振点（235HZ）与5次谐波的频率间距较小。

当系统中背景谐波为3次及以上时，应配置电抗率为12%的电抗器。由于近年来不3次谐波源的电气设备不断增多，使系统中的3次谐波不断的增大，尤其是冶金行业这个现象不能忽视。

总之配置电抗器的原则是：一定要根据系统背景谐波含量来综合考虑而确定。