1 概述

隨著我國企業用電負荷的日益增加，電抗器在電力系統中的作用越來越重要，用途也日益廣泛。電抗器在電力系統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。電力系統中所采取的電抗器常見的有串聯電抗器和并聯電抗器。并聯電抗器，在超高壓遠距離輸電系統中，用于補償線路的電容性充電電流，限制系統電壓升高和操作過電壓，主要起到穩定電壓的作用;串聯電抗器，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 電抗器在電力系統中的主要用途

2.1 限制短路電流

電力系統發生短路時，會產生非常大的短路電流。為了保障電氣設備的動穩定性和熱穩定性，常在出線斷路器處串聯電抗器，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備運行的穩定性。

2.2 限制高次諧波

由于電力系統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備等，產生了大量的諧波，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，電力系統中諧波較高時，要用串聯電抗器，也可在濾波器中與電容器串聯或并聯用來限制電網中的高次諧波。

2.3 降壓啟動

隨著我國工礦企業中電動機功率不斷增大，電壓等級不斷提高，隨之產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。

2.4 無功補償

隨著我國工礦企業大功率非線性負荷的日益增加，電網的無功沖擊和諧波污染呈不斷上升的趨勢，煤礦電力系統對無功功率的需求日益增大。無功平衡對提高電力系統的經濟效益和改善供電質量非常重要，同時要求其能夠動態調節，在負荷高峰時能提供較多的容性無功，以滿足工礦企業的無功需求，穩定系統電壓;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，保證系統電壓不致過高。電容器與電抗器串聯組成的LC串聯電路，具有抑制一定頻率諧波的功能，通常低壓串聯電抗器用來抑制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。

2.6 移相功能

移相是交流信號的波形在變化時沒有按原來角度變化，發生了角度變化。

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

2.7 輸入、輸出電抗器

2.7.1 輸入電抗器

主要應用于工業自動化控制中，用于抑制變頻器、調速器等產生的浪涌電壓和電流，最大限度的衰減系統中的高次和畸變諧波，限制電網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，主要應用于工業自動化系統中，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模塊開關時產生的瞬間高壓。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，減少整流單元產生的諧波電流對電網的污染。

3 新型電抗器的應用前景分析

電抗的調節對提高電力系統運行性能有著明顯的作用。可控電抗器的應用，其容量隨傳輸功率的大小而變化，防止線路一側開關切合所產生的操作過電壓和相應的暫態振蕩過電壓，從而減少電網損耗，提高系統穩定性。

3.1晶閘管控制電抗器(TCR)

TCR由電抗器及晶閘管等構成與系統并聯，通過控制晶閘管閥的導通角來調節等效感抗。

目前，基于TCR的高壓靜止型動態無功補償裝置(SVC)在電力系統中得到了大量的應用。SVC接入系統中，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生的無功沖擊，改善電網電壓波動，提高電網功率因數，是一種技術含量高、經濟效益顯著的新型節能裝置。

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，其不能直接應用在35kV以上的高壓電力系統中，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雜的保護裝置，且TCR控制存在死區;晶閘管用來提供全補償，但高壓晶閘管十分昂貴;脈波數大于12的TCR過于復雜且價格很高，其觸發控制精度不夠高，脈波數大于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，減少了開關操作次數，運行時間長，比較經濟，電能質量控制效率高，控制范圍大，可有效地減少功率損失，提高電網運行穩定性。

MCR在工況條件下內部損耗僅為TCR系統的1/2，通過國外部分國家在電力企業的應用，可發現新型的MCR，可自動平滑地控制20kV到1150kV的輸電系統，最高容量達500MVAR。在國家大電網的建設中，可靠性、效率、穩定性以及節能是核心技術，新型的MCR技術特別適用于長線路超高壓交流線路。

4 結語

目前，新型可控電抗器是電力系統中電壓控制與無功補償的重要裝置，其具有適用電壓范圍廣、可靠性好、諧波小、維護簡單等顯著優點，是一種經濟、高性能的靜止型動態無功補償裝置。

磁閥式可控電抗器(MCR)在技術及性價比方面，與TCR相比具有顯著的優點，它也可以用在同步調相器和SVC上。由于其具有的可靠性、高效率、經濟性等顯著優點，其勢必在未來會有更廣泛的應用。

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