什么是電抗器

　　電抗器也叫電感器。因火當一個導體通電時就會在其周圍一定空間范圍產生磁場，所以所有能載流的電導體都有一般意義上的感性。然而通電長直導體的電感較小，所產生的磁場不強，因此實際的電抗器是導線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；有時為了讓這只螺線管具有更大的電感，便在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器。

　　電抗器的分類

　　一、電抗分為感抗和容抗，即感抗器（電感器）和容抗器（電容器）統(tǒng)稱為電抗器，也就是現(xiàn)在人們所說的電容器就是容抗器，而電抗器專指電感器。

　　二、電抗器按結構及冷卻介質、按接法、按功能、按用途進行分類。

　　1）、按結構及冷卻介質：分為空心式、鐵心式、干式、油浸式等；

　　2）、按接法：分為并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器。

　　3）、按功能：分為限流和補償。

　　4）、按用途：例如：限流電抗器、濾波電抗器、平波電抗器、功率因數(shù)補償電抗器、串聯(lián)電抗器、平衡電抗器、接地電抗器、消弧線圈、進線電抗器、出線電抗器、飽和電抗器、自飽和電抗器、可變電抗器（可調電抗器、可控電抗器）、軛流電抗器、串聯(lián)諧振電抗器、并聯(lián)諧振電抗器等。

　　電抗器的作用

　　在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，會產生數(shù)值很大的短路電流。如果不加以限制，要保持電氣設備的動態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。因此，為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求，常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器，增大短路阻抗，限制短路電流。由于采用了電抗器，在發(fā)生短路時，電抗器上的電壓降較大，所以也起到了維持母線電壓水平的作用，使母線上的電壓波動較小，保證了非故障線路上的用戶電氣設備運行的穩(wěn)定性。

　　電抗器的功能

　　（1）輕空載或輕負荷線路上的電容效應，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）當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，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。

　　電抗器的使用壽命

　　電抗器在額定負載下長期正常運行的時間，就是電抗器的使用壽命。電抗器使用壽命由制造它的材料所決定。制造電抗器的材料有金屬材料和絕緣材料兩大類。金屬材料耐高溫，而絕緣材料長期在較高的溫度、電場和磁場作用下，會逐漸失去原有的力學性能和絕緣性能，例如變脆、機械強度減弱、電擊穿。這個漸變的過程就是絕緣材料的老化。溫度愈高，絕緣材料的力學性能和絕緣性能減弱得越快；絕緣材料含水分愈多，老化也愈快。電抗器中的絕緣材料要承受電抗器運行產生的負荷和周圍環(huán)境的作用，這些負荷的總和、強度和作用時間決定絕緣材料的使用壽命。

　　什么是變壓器

　　變壓器是一種用于電能轉換的電器設備，它可以把一種電壓、電流的交流電能轉換成相同頻率的另一種電壓、電流的交流電能。 變壓器幾乎在所有的電子產品中都要用到，它原理簡單但根據不同的使用場合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等，變壓器常用的鐵心形狀一般有E型和C型鐵心。

　　變壓器的工作原理

　　當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流I1并產生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2，同時ф1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時次級沒接負載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。

　　如果次級接上負載，次級線圈就產生電流I2，并因此而產生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結果使I1增大，可見初級電流與次級負載有密切關系。當次級負載電流加大時I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補充了被ф2 所抵消的那部分磁通，以保持鐵心里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認為一個理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據需要通過改變次級線圈的圈數(shù)而改變次級電壓，但是不能改變允許負載消耗的功率。

　　變壓器的用途

　　1、電壓變換

　　變壓器是變換電壓的元件。在實際應用中，我們常常需要改變交流電的電壓，以適應各種不同的需要。例如，大型發(fā)電機發(fā)出的交流電壓有幾萬伏；遠距離輸電需要幾十萬伏的高電壓；電燈、電飯煲、電腦等家用電器需要220V的電壓；機床上的照明燈需要220V的電壓；機床上的照明需要36V的安全電壓；一般電子管的燈絲只需要6。3V的低電壓等等，這就需要用電源變壓器來得到合適的各種電壓。

　　電源變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈（也稱為繞組）組成的。一個線圈與電源連接，叫初級線圈（也叫原線圈）；另一個線圈跟負載連接，叫次級線圈（也叫副線圈）。兩個線圈都是用絕緣導線繞制成的，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。可以粗略地認為，空載時，變壓器初級線圈的端的端電壓U1與次級線圈的端電壓U2之比等于初線圈的匝數(shù)N1與次級線圈的匝數(shù)N2之比，即U1/U2=（N1/N1）2。當次級線圈的匝數(shù)大于初級線圈的匝數(shù)時，變壓器使電壓升高，這種變壓器叫做升壓變壓器；當次級線圈的匝數(shù)小于初級線圈的匝數(shù)時，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫做降壓變壓器。

　　變壓器工作時，初級線圈和次級線圈中的電流跟它們的匝數(shù)成反比。變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可較細的導線繞制；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應當用較粗的導線繞制。

　　2、阻抗變換

　　變壓器具有阻抗變換作用。變壓器初級與次級的圈數(shù)不同，由次級反射到初級的阻抗也不同。變壓器次級阻抗Z2與初級阻抗Z1之比，在數(shù)值上等于變壓器次級圈數(shù)N2與初級圈數(shù)N1之比的平方，即Z2/Z1=（N2/N1）2。利用變壓器的阻抗變換作用可以使電路兩端的阻抗得到良好匹配，從而最大限度的傳送信號功率。例如，電視機天線輸出的300Ω平衡電視信號，通過天線阻抗變換器（一種高頻變壓器）變換為75Ω不平衡信號，傳送入電視機，以便與高頻頭的輸入阻抗相匹配，進行放大處理。又如，通過音頻輸出變壓器的阻抗變換作用，可以使音頻放大器較高的輸出阻抗與揚聲器較低的阻抗相匹配，從而使音頻放大器的輸出功率最大、失真度最小。

　　3、相位變換

　　變壓器具有相位變換作用，交換變壓器線圈的接頭，可以改變信號電壓的相位。例如，利用推挽功率放大器中的音頻輸入變壓器，可以將原信號和倒相的信號分配給兩只功率放大管，使它們交替放大正、負半周信號。

　　變壓器的壽命

　　1、以前的變壓器，變壓器內部的油與空氣直接接觸。由于變壓器在熱脹冷縮時，其油面上下波動，我們叫變壓器在呼吸，增加了油與空氣接觸的機會。潮氣進入了變壓器內部。使絕緣降低。在正常的運行和維護下，變壓器保證有20年的壽命。

　　2、現(xiàn)在的變壓器，采取了全密封結構，油枕里裝有密封口袋，使變壓器油不與空氣直接接觸。在正常運行和維護下，變壓器壽命為30年

　　3、這個壽命是指在額定運行的情況下（額定容量下運行）。變壓器有多少時間是額定運行的？所以在正常情況下，這20或30年是完全可以做到的。

　　電抗器與變壓器的區(qū)別

　　變壓器起電壓變換作用，電抗器在回路中起限制電流或產生感性電流的作用；變壓器在同一磁路中至少有兩個繞組，電抗器一般只需一個繞組；變壓器的鐵芯是閉合的，電抗器（指帶鐵芯的）為了提高電感量的線性度鐵芯一般帶有氣隙。