风电场电气工程 第3章 风电场主要一次设备3(导体、电抗器和电容器、互感器)_1086

§3.5.1.2电抗器的分类 限流电抗器有普通电抗器和分裂电抗器两种。带有中间抽
头的混凝土电抗器称为分裂电抗器。
并联电抗器按铁芯结构可分为两种，即壳式电抗器和芯式 电抗器。
① 壳式电抗器线圈中的主磁通是空芯的，不放置导磁介质， 也就是线圈内无铁芯，在线圈外部装有用硅钢片叠成的框架 以引导主磁通。
② 芯式电抗器具有带多个气隙的铁芯，外套线圈。主要缺 点是加工复杂，技术要求高，振动和噪声较大。
电力系统中，电抗器的作用主要是两个： 1、限流（或串联）电抗器，用于限制系统的短路 电流，并能使母线电压维持在一定水平； 2、补偿（或并联）电抗器，用于补偿系统的电容 电流，防止线路端电压的升高。从而使线路的传输 能力和输电线的效率都能提高，并使系统的内部过
§3.5.1.2电抗器的分类
电抗器按结构可分为三大类：空芯电抗器、带气隙的铁芯 电抗器和铁芯电抗器。
§3.4.3导体的功能 风电场和变电站中的常见导体有母线、连接导体、
跳线和输电线路，输电线路又可分为架空线和电缆 线路。
（1）母线 母线是将电气装置中各截流分支回路连接接在一
起的导风体电。场它中是35汇kV集母和线（分软配导电线能）的载体，又称汇流 母线。
风电场中220kV母线（硬导线）
§3.4.3导体的功能
线路
§3.4.3导体的功能
（4）电缆
电缆通常是由几根或几组导线（每组至少两根） 绞合而成的类似绳索的电缆。
电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电 缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、 耐火电缆等等。
都是由多股导线组成，用来连接电路、电器等。
§3.5 电抗器和电容器
§3.5.1电抗器 §3.5.1.1电抗器的作用 电抗器在电路中是用于限流、稳流、无功补偿及 移相等功能的一种电感元件。
§3.5.2电容器
§3.5.2.1并联电容器
并联电容器是一种无功补偿设备，也称移相电容 器。
§3.4 载流导体
电力系统中的各个电气设备都由载流导体相互连接，组建 成电路。 其中，位于发电厂和变电站内的母线用于汇集和分配电能， 连接导体和跳线用于连接电气设备，而输电线路则将发电 厂、变电站和用户连接成完整的电力系统。
§3.4.1导体的材料
导体通常由铜、铝、铝合金或钢材料制成。多数 载流导体一般使用铝或铝合金材料
②发电机出线端子处位置特别狭窄，铝排截面太
§3.4.1导体的材料
导体除满足工作电流、机械强度和电晕要求外， 导体形状还应满足下列要求：
电流分布均匀（即集肤效应系数尽可能低）； 机械强度高； 散热良好（与导体放置方式和形状有关）； 有利于提高电晕起始电压； 安装、检修简单，连接方便。
§3.4.2导体的形状
载流量不是随导体片数增加而成倍增加的，尤其
§3.4.2导体的形状
② 槽形导体
槽形导体的电流分布比较均匀，与同截面的矩形 导体相比，其优点是散热条件好、机械强度高、安 装也比较方便。
在回路持续工作电流为4000～8000A时，一般可选 用双槽形导体
③ 管形导体
管形导体是空心导体，集肤效应系数小，且有利 于提高电晕的起始电压。户外配电装置使用管形导 体，具有占地面积小、构架简单、布置清晰等优点。 但导体与设备端子连接比较复杂，用于户外时易产
（1）空芯电抗器
只有绕组而无铁芯，实际上是一个空芯的电感线圈。磁路 磁导小，电感值也小，且不存在磁饱和现象
（2）带气隙的铁芯电抗器
其磁路是一个带气隙的铁芯。导磁性能较好，所以电抗值 比空芯电抗器大，但电流达到一定数值后，铁芯饱和，电抗 值逐渐减小
（3）铁芯电抗器
其磁路为一闭合铁芯。由于铁芯具有高的磁导率，电抗器 的电抗值很大，在容量相同时，其体积最小
气工程 第 3章 风电 场主要一 次设备 3(导体、 电抗器和 电容器、
第3章 风电场主要一次设备3
关注的问题 各种载流导体的作用是什么？其特征又是什么？
电抗器和电容器 电压互感器和电流互感器的基本知识
教学目标 基本掌握风电场中母线和输电线路、电抗器和电容器、电
压互感器和电流互感器的结构和工作原理 对风电场上述电气设备的功能、结构、外观等有具体认知
§3.4.2导体的形状
（2）软导体
常见的软导体为钢芯铝绞线，由钢芯承受主要机 械负荷，铝作为主要载流部分。
软导线应根据环境条件（环境温度、日照、风速、 污秽、海拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电 干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构型式。
当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截 面的导线。当电压较高时，为保持导线表面的电场 强度，导线最小截面必须满足电晕的要求，可增加 导线外径或增加每相导线的根数。
纯铝的成型导体一般为矩形、槽形和管形。强度 稍低，当110kV及以上配电装置敝露布置时不宜采用。
铝合金导体有铝锰合金和铝镁合金两种，均为管 形。铝锰合金导体载流量大，但强度较差。铝镁合 金导体机械强度大，但载流量小，主要缺点是焊接 困难，因此使用受到限制。
铜导体一般在下列情况下才使用：
①位于化工厂附近的屋外配电装置，化工厂排出 的大量腐蚀性气体对铝制材料有不良影响；
导体可以分为两大类：硬导体和软导体。 （1）硬导体： 在电流较大的场合，软导体载流量不足时可以采§3.4.2导体的形状 ① 矩形导体
单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好、 安装简单、连接方便等优点。一般适用于工作电流 I≤2000A的回路中。
（2）连接导体
连接导体是将发电厂和变电站内部电气设备进行 连接的导体。跳线其实也是连接导体，不过为了跨 越某一设备或建筑物，需要提升高度，所以称为跳 线。
（3）架空线
架空线是通过铁塔、水泥杆塔架设在空气中的导 风电线场，升一压般站为内裸的出导线线。由导线、避雷线、杆塔、绝缘 架构子及和站金外具22等0k组V架成空
§3.5.1.2电抗器的分类
电抗器按绝缘方式可分为油浸式电抗器和干式电抗器。
（1）油浸式电抗器
油浸式电抗器是一个带间隙铁芯的线性电感线圈。它的铁 芯和线圈浸泡在盛有变压器油的油箱中，采用油浸自冷的冷 却方式
（2）干式电抗器
干式电抗器多采用空芯结构，是一个不带铁芯的线性电感 线圈，采用空气自冷式的冷却方式