1、概述

隨著我國企業(yè)用電負荷的日益增加，電抗器在電力系統(tǒng)中的作用越來越重要，用途也日益廣泛。電抗器在電力系統(tǒng)中主要用于限制短路電流、無功補償和移相等，是電感性高壓電器。電力系統(tǒng)中所采取的電抗器常見的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。并聯(lián)電抗器，在超高壓遠距離輸電系統(tǒng)中，用于補償線路的電容性充電電流，限制系統(tǒng)電壓升高和操作過電壓，主要起到穩(wěn)定電壓的作用;串聯(lián)電抗器，安裝在電容器回路中，在其投入運行時起抑制合閘涌流的作用并可以抑制諧波。

2、電抗器在電力系統(tǒng)中的主要用途

2.1 限制短路電流

電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，會產(chǎn)生非常大的短路電流。為了保障電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器，以增大短路阻抗，達到限制短路電流的目的。由于采用了電抗器，在發(fā)生短路時，電抗器上的電壓降較大，也起到了維持母線電壓的作用，使母線上的電壓波動較小，保證了非故障線路上的電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

2.2 限制高次諧波

由于電力系統(tǒng)中使用了大量的電力電子器件，特別是大功率直流及變頻設(shè)備等，產(chǎn)生了大量的諧波，致使補償電容器頻繁損壞，甚至無法投入補償電容器。當諧波較小時，可以用諧波抑制器，電力系統(tǒng)中諧波較高時，要用串聯(lián)電抗器，也可在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波。

2.3 降壓啟動

隨著我國工礦企業(yè)中電動機功率不斷增大，電壓等級不斷提高，隨之產(chǎn)生的起動電流也越來越大，為了保護電動機不被沖擊電流損壞，限制其起動電流，常采用電抗器與電動機串聯(lián)。

2.4 無功補償

隨著我國工礦企業(yè)大功率非線性負荷的日益增加，電網(wǎng)的無功沖擊和諧波污染呈不斷上升的趨勢，煤礦電力系統(tǒng)對無功功率的需求日益增大。無功平衡對提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和改善供電質(zhì)量非常重要，同時要求其能夠動態(tài)調(diào)節(jié)，在負荷高峰時能提供較多的容性無功，以滿足工礦企業(yè)的無功需求，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓;另一方面又要能提供感性無功，以平衡輕載時大量電纜的充電功率，保證系統(tǒng)電壓不致過高。電容器與電抗器串聯(lián)組成的LC串聯(lián)電路，具有抑制一定頻率諧波的功能，通常低壓串聯(lián)電抗器用來抑制3、4、5次諧波。

2.5 消弧電抗器

消弧電抗器接于三相變壓器的中性點與地之間，在三相電網(wǎng)的一相接地時，可以供給感性電流，以補償流過接地點的電容性電流，使電弧不易起燃，從而避免電弧多次重燃引起過電壓。消弧電抗器廣泛用于6kV-10kV級的諧振接地系統(tǒng)。

2.6 移相功能

移相電抗器的作用是用來削弱半導(dǎo)體變流裝置和非線性負載產(chǎn)生的諧波電流和電壓對供電系統(tǒng)的影響，是變流器供電系統(tǒng)抑制諧波的新方法。因為三相對稱供電系統(tǒng)中一般以5、7、11和13次諧波含量較大且對系統(tǒng)影響較為嚴重，故移相電抗器針對削弱這幾次諧波來設(shè)計。

2.7 輸入、輸出電抗器

2.7.1 輸入電抗器

主要應(yīng)用于工業(yè)自動化控制中，用于抑制變頻器、調(diào)速器等產(chǎn)生的浪涌電壓和電流，最大限度的衰減系統(tǒng)中的高次和畸變諧波，限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊。

2.7.2 輸出電抗器

亦稱馬達電抗器，主要應(yīng)用于工業(yè)自動化系統(tǒng)中，特別是使用變頻器的場所，用來延長變頻器的有效傳輸距離，有效抑制變頻器的IGBT模塊開關(guān)時產(chǎn)生的瞬間高壓。適用于補償分布電容，抑制輸出諧波電流，有效保護變頻器和改善功率因數(shù)，減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。

3、新型電抗器的應(yīng)用前景分析

電抗的調(diào)節(jié)對提高電力系統(tǒng)運行性能有著明顯的作用?？煽仉娍蛊鞯膽?yīng)用，其容量隨傳輸功率的大小而變化，防止線路一側(cè)開關(guān)切合所產(chǎn)生的操作過電壓和相應(yīng)的暫態(tài)振蕩過電壓，從而減少電網(wǎng)損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.1 晶閘管控制電抗器(TCR)

TCR由電抗器及晶閘管等構(gòu)成與系統(tǒng)并聯(lián)，通過控制晶閘管閥的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)等效感抗。TCR基本結(jié)構(gòu)如下圖：

目前，基于TCR的高壓靜止型動態(tài)無功補償裝置(SVC)在電力系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用。SVC接入系統(tǒng)中，電力電容器提供固定容性無功，補償電抗器通過電流決定補償電抗器輸出的感性無功，能夠降低高壓負載產(chǎn)生的無功沖擊，改善電網(wǎng)電壓波動，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，是一種技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益顯著的新型節(jié)能裝置。

但是晶閘管控制電抗器也存在如下不足：由于晶閘管閥制造水平的限制，其不能直接應(yīng)用在35kV以上的高壓電力系統(tǒng)中，須通過降壓變壓器接在高電壓等級線路中;TCR能帶來大量諧波，須附加濾波裝置;晶閘管閥需要準確的控制和過于復(fù)雜的保護裝置，且TCR控制存在死區(qū);晶閘管用來提供全補償，但高壓晶閘管十分昂貴;脈波數(shù)大于12的TCR過于復(fù)雜且價格很高，其觸發(fā)控制精度不夠高，脈波數(shù)大于12的TCR還沒有大量投入實際使用。

3.2 磁控電抗器(MCR) MCR和TCR功能相似，但MCR可靠性更高，安裝、維護簡單，減少了開關(guān)操作次數(shù)，運行時間長，比較經(jīng)濟，電能質(zhì)量控制效率高，控制范圍大，可有效地減少功率損失，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。

MCR在工況條件下內(nèi)部損耗僅為TCR系統(tǒng)的1/2，通過國外部分國家在電力企業(yè)的應(yīng)用，可發(fā)現(xiàn)新型的MCR，可自動平滑地控制20kV到1150kV的輸電系統(tǒng)，最高容量達500MVAR。在國家大電網(wǎng)的建設(shè)中，可靠性、效率、穩(wěn)定性以及節(jié)能是核心技術(shù)，新型的MCR技術(shù)特別適用于長線路超高壓交流線路。

4、結(jié)語

目前，新型可控電抗器是電力系統(tǒng)中電壓控制與無功補償?shù)闹匾b置，其具有適用電壓范圍廣、可靠性好、諧波小、維護簡單等顯著優(yōu)點，是一種經(jīng)濟、高性能的靜止型動態(tài)無功補償裝置。