电抗器
电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等的电感性高压电器。
最通俗的讲,能在电路中起到阻抗的作用的东西,我们叫它电抗器。 电力网中所采用的电抗器,实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制,要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此,为了满足某些断路器遮断容量(遮断容量通常用来表征开关元件在短路状态下的断路能力)的要求, 常在出线断路器处串联电抗器, 增大短路阻抗, 限制短路电流。
由于采用了电抗器,在发生短路时, 电抗器上的电压降较大,所以也起到了维持母线电压水平的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。
电抗
类似于直流电路中电阻对电流的阻碍作用,在交流电路(如串联RLC电路)中,电容及电感也会对电流起阻碍作用,称作电抗,其计量单位也叫做欧姆。在交流电路分析中,电抗用 X 表示,是复数阻抗的虚数部分,用于表示电感及电容对电流的阻碍作用。电抗随着交流电路频率而变化,并引起电路电流与电压的相位变化。
电抗与其它物理量之间的关系及相关表示方式
阻抗即电阻与电抗的总合,用数学形式表示为:
Z 即阻抗,单位为欧姆 Ω
R 为电阻,单位为欧姆 Ω
X 为电抗,单位为欧姆 Ω
j 是虚数单位
当 X > 0 时,称为感性电抗
当 X = 0 时,电抗为0
当 X < 0 时,称为容性电抗
一般应用中,只需知道阻抗的强度即可:
对电阻为0的理想纯感抗或容抗元件,阻抗强度就是电抗的大小。
一般电路的总电抗等于:
X = XL −Xc
其中 XL 为电路的感抗, Xc 为电路的容抗。
感抗 (XL) 一般是因为电路中存在电感电路(如线圈),由此产生的变化的电磁场,会产生相应的阻碍电流流动的电动力。电流变化越大,即电路频率越大,感抗越大;当频率
变为0,即成为直流电时,感抗也变为0。感抗会引起电流与电压之间的相位差。感抗可由下面公式计算而来:
XL = ωL = 2πfL
XL 就是感抗,单位为 欧姆 Ω
ω 是角频率,单位为 弧度/每秒 rad/s
f 是频率,单位为 赫兹 Hz
容抗 (Xc) 的概念反映了交流电可以通过电容这一特性,交流电频率越高,容抗越小,即电容的阻碍作用越小。容抗同样会引起电流与电容两端电压的相位差。容抗可由下面公式计算而来:
Xc = 1/(ω×C)= 1/(2×π×f×C)
Xc 是容抗,单位为 欧姆 Ω
ω 是角频率,单位为 弧度/每秒 rad/s
f 是频率,单位为 赫兹 Hz
C 是电容,单位为 法拉 F
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