【干式空芯电抗器应用于铁路供电系统中】

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干式空芯电抗器应用于铁路供电系统中

一、概述
1.为保证列车的正常运行，牵引网电压任何一点不低于21kV，在最严重的情况下不得低于19kV，因此，我们必须提高牵引网的电压。一般情况都采用并联电容补偿的方法提高牵引网的电压。
2.在变电所中电容器补偿装置连接方式如图1。电容C1，C2为补偿电容，L1，L2为放电线圈，DK是滤波电抗器。
二、接线方式
1.电抗器的作用是将电力机车产生的高次谐波滤掉，减小高次谐波对电力系统的影响。近几年，出现了新型户外干式空心电抗器，这种电抗器克服了充油式电抗器的缺点，具有噪声小，检修方便等优点。但是这种电抗器也存在不足的地方：在现场电抗器的电感量测试较难，同时在实践中发现这种干式空心电抗器不适于使用铁网栅。
2.当电抗器投入运行时，即给电抗器加了一个随时间作正弦变化的电流i，表示为：其中ω=2πf，i为初相角。
3.电抗器加入电流i，从首端(A端或B端)进，尾端(DA或DB)流出。那么，电抗器线圈中产生磁通Φ。根据电磁感应定律，沿着电抗器线圈压降方向线圈ADA(或BDB)两端感应电势，磁通为：Φ=Φmsinωt。
三、详细说明
1.我们知道，建立磁场时，只需要从电源送入无功功率。因此产生磁通Φm的电流与磁通Φm同相位，而落后电压源电压UA的相位为90º，称为磁化电流，用Iro表示，也称为励磁电流的无功分量。铁磁材料的磁导率μ比非铁磁材料大得多，约为几百倍。在交变的磁化条件下，铁网栅中存在着磁滞现象，有磁滞损耗。建立磁通Φm除了从电源送入无功功率外，还需要送入有功功率，以提供网栅中磁滞损耗所需要的有功功率。显然，有功功率只有通过一个与电源UA同相位的电流送进来。另外，通交变的磁通Φm，网栅中还有较大的涡流存在，在涡流的作用下也产生很大的热损失，即为涡流损失。
2.网栅中磁滞损耗及涡流损耗的电流称作励磁电流的有功分量Ioa，磁滞和涡流损耗的结果消耗了有功功率，而在网栅中转化为热能。网栅为铁质材料，导磁率μ非常大。在磁化过程中，铁磁材中磁畴按外加磁场排列，由于磁畴的往复摆动，所以要遇到彼此间的阻力，就消耗一定的能量。这部分由于磁滞现象产生的、以热的形式散失掉的能量就是磁滞损耗。而往复交变磁化的频率愈高，磁滞损失也愈多。可以证明，磁滞损失正比于磁化时所用电流的频率，因而网栅中有磁滞损耗也就以热的形式散失掉。另外当交变磁通的Φm通过网栅的横断面时，断面上有感应电流产生，在涡流的作用下，产生热损失即涡流损失。涡流损耗与电抗器线圈中的电流频率的平方成正比，而网栅又是导磁率很强的铁质材料组成的闭合回路，从而使得Φm产生的涡流也比较大，即Ioa比较大。由IA=Ior+Ioa可以看出Ioa增大时，若IA不变，Ior也就相应地减小。换句话说，电抗器的励磁电流IA=Ior+Ioa中有功分量增大，无功分量减小，这对于变电所来说是非常不利的，网栅中的有功分量会转化为很大的热量。

3.这个有功分量我们没有具体的测量，但从现场的运行情况来看，当电抗器投入运行时，网栅振动，电抗器底部绝缘瓷瓶连接地线处振动比较大(发出较大的振动声)，同时网栅发热。电抗器投入时间越长，网栅越热，网栅门的锁热得发红，网栅烫手。针对以上情况，我们把网栅全部更换掉，改用砖砌围墙。这样一来不但经济、节约、美观，而且以上我们分析的不利因素全部消除，

对于人身、设备都比较安全、可靠。实际应用证明这是行之有效的好方法，可保证干式空心电抗器安全可靠的运行。

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