电抗器应用于铁路供电系统
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。