電抗器與變壓器異同

電抗器（電感）與變壓器最大的不同之處，是變壓器并不存儲能量，僅傳輸能量，而電抗器尤其是濾波電抗器必須存儲能量。?

變壓器并不存儲能量，空載時一次電流非常小，理想變壓器二次空載時一次電流為零。一次之所以有電流，完全是二次電流反射到一次的結(jié)果。因此，變壓器鐵心的作用僅僅是使一次二次達(dá)到完全的耦合，也就是一次電流產(chǎn)生的磁場完全穿過二次繞組，二次電流產(chǎn)生的磁場也完全穿過一次繞組。對變壓器來說，加在鐵心上的限制只有一條：鐵心中的磁通密度不得太大以致鐵心達(dá)到深度飽和。因此，變壓器鐵心一般不留氣隙，純交流工作的變壓器更是如此。?

濾波電抗器則不然，它必須存儲能量，無論是諧振回路中的電抗器，還是整流電路中的電抗器都必須存儲能量。為使電抗器能夠存儲足夠的能量，絕大多數(shù)電抗器（電感）中都留有氣隙。當(dāng)然，鐵心中磁通密度仍不能太大以致鐵心達(dá)到深度飽和這一限制條件在電抗器中仍存在，甚至比在變壓器中更甚，因鐵心中磁通密度即使淺飽和也將使電感量減小而使諧振頻率發(fā)生變化。故諧振工作的電抗器中鐵心磁通密度往往選擇得比直流濾波電感中的磁通密度更小。?

這一點可以從開關(guān)電源中使用的變壓器看出來。正激方式工作的開關(guān)電源，無論是單端正激、推挽、半橋、全橋，其變壓器一般不留氣隙。而反激工作的開關(guān)電源，在開關(guān)管導(dǎo)通期間直流電源輸出的能量存儲在變壓器中，開關(guān)管關(guān)斷期間變壓器向負(fù)載輸出能量，故反激工作的開關(guān)電源變壓器必留有氣隙。留氣隙之目的是在體積重量限制條件下存儲最大的能量。?

磁場強度、磁通密度和存儲能量的關(guān)系如下

這是矢量表達(dá)式。因?qū)嶋H鐵心中磁通密度總是與磁場強度同一方向，故可寫成標(biāo)量式?

普通工頻變壓器空載時一次電流非常小，意味著其電感量很大。而電抗器通常要求具有一定的電感量，不能大也不能小，這就要求磁性材料磁導(dǎo)率不能很大。另一方面，從單位體積磁場能量是B與H之積的一半來看，為使單位體積磁場能量盡量大而又要B不超過飽和磁通密度，降低磁導(dǎo)率是有利的。為保持一定磁通密度，磁導(dǎo)率降低一半，磁場強度需要增加到二倍，而單位體積磁場能量也增加到二倍，因磁場能量與磁場強度平方成正比。?

因此，電抗器無可避免地一定要留有氣隙，甚至做成空心。沒有氣隙的電抗器幾乎是不可能的。?

電子電路中，小功率電抗器（電感、扼流圈）設(shè)計，通常已知工作頻率、需要承受的電壓或電流、電感量。工作頻率、電壓、電流、電感量各參數(shù)中只能給出三個，第四個應(yīng)該根據(jù)給出的三個求出。?

小功率電抗器（電感、扼流圈）設(shè)計由于不能對鐵心進行加工，往往只能使用現(xiàn)成的鐵心，而且磁路中往往只能留一個氣隙（機械的氣隙，環(huán)繞磁路實際上是兩個氣隙）。?

根據(jù)給出的參數(shù)要求，可以初步估計出需要用多大鐵心以及需要多大氣隙。然后根據(jù)初步選定的鐵心進行計算。鐵心中磁通密度不能達(dá)到飽和的約束條件仍起作用，線性要求高的電感其磁通密度應(yīng)該越小些。計算過程中往往需要調(diào)整氣隙大小、匝數(shù)等。最后的計算結(jié)果若繞組不能放到鐵心窗口中，則必須改用大一號的鐵心重新進行設(shè)計。若繞組放到窗口中有相當(dāng)大的余量，則應(yīng)該考慮使用小一號的鐵心重新設(shè)計。?

由于匝數(shù)、鐵心型號都是不連續(xù)的變量，所以電抗器設(shè)計往往是反復(fù)調(diào)整重新設(shè)計的過程。更由于有若干參數(shù)可以自由選擇，可能出現(xiàn)幾個不同的結(jié)果，最后需要在各不同設(shè)計結(jié)果中比較成本、加工難易程度、通用性等等，選擇一個最終結(jié)果。?

在功率比較小的電抗器中仍使用留氣隙的鐵心，是為了使體積和成本最小。使用帶氣隙的鐵心，可以使磁場約束在鐵心內(nèi)而不致于擴散得很大。無論留幾個氣隙，氣隙都是放在鐵心的心柱位置而不能放到心柱之外就說明了這一點?？招碾娍蛊饕惨陔娍蛊骼@組外面加導(dǎo)磁外殼，目的仍是為了減小體積避免磁場擴散影響到其它電抗器或結(jié)構(gòu)件。

電抗器在變壓器中起了什么作用呢？

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。串聯(lián)電抗器主要用來限制短路電流，也有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。 220kV、110kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的?？梢酝ㄟ^調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調(diào)整運行電壓。超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關(guān)運行狀況的多種功能，主要包括：

1、輕空載或輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng)，以降低工頻暫態(tài)過電壓；

2、改善長輸電線路上的電壓分布；

3、使輕負(fù)荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失；

4、在大機組與系統(tǒng)并列時降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機同期并列；

5、防止發(fā)電機帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象；

6、當(dāng)采用電抗器中性點經(jīng)小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于采用。

電抗器的接線分串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。串聯(lián)電抗器通常起限流作用，并聯(lián)電抗器經(jīng)常用于無功補償。

1、半芯干式并聯(lián)電抗器：在超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中，連接于變壓器的三次線圈上。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，保證線路可靠運行。

2、半芯干式串聯(lián)電抗器：安裝在電容器回路中，在電容器回路投入時起。