一次电气——电抗器（一）

news2025/1/15 13:55:59

    我之前的工作是在国外建联合循环电厂，现在的工作是研发一次电力设备。
    虽然仍是在电力行业发展，但这两份不同岗位不同职能的工作究其感受而言有很大的不同。
    相较于第一份工作，第二份工作带给我带来的更多的是一种由广及微，由浅入深，由国外到国内，由Outdated Technology到Adavanced Technology的转变，这对于我个人的专业知识，专业技能而言都是一个新的挑战。
    新的工作对我而言像是一场学业的升级，由高中的简单代数方程升级到大学的更有深度的微分方程。
    像是一场求知者探索知识奥秘的旅行，由一个在工程现场懵懂的施工者升级到了给工程项目设计方案，绘制图纸的设计师。
    像是一场观众对魔术的逆向解密，由一个集多方智慧设计而成的电厂，回过头分析他的设计建造原理。
    在电力学科发展的历程中，无数人类中的天才闪耀其中，爱迪生，特斯拉，法拉第。。。他们创造的电力设备，推导的公式，提出的定理像悦耳动听的音乐一般让我欢欣鼓舞，心潮澎湃并乐此不疲。   
    在接下来的新篇章我将首先总结一些常见的一次系统常见的电力设备，如**隔离开关、启动开关、避雷器、电抗器、启动电阻、断路器、变压器（箱变、组合式变压器）**等，然后系统分析目前部门研发的主要方向如**储能集装箱、SVG、SGS、PCS**等，目前来讲我在电气领域的知识储备只是一个小白，但我相信在经过我不断地，学习，思考，总结，实践，终有一天我可以成为一名Qualified Electrical Engineer。

第一篇电抗器 Reactor

    第一次接触电抗器是在教材《电路原理》上，关于电感的介绍，电感属于无源电子器件，本质是金属线圈具有的阻止电流变化的性质，通过电流时导体周围存在电磁场。
    以下是教材中的一些知识点的总结；（知识点来源《电路原理(第七版)》Thomas.L.Floyd.）

（1）电感定义：电感是线圈中电流变化时形成感应电压，感应电压反过来阻碍电流变化能力的量度。

（2）电感单位，亨利（H），定义线圈中电流每秒变化1安培，形成1伏感应电压时的电感为1亨利。（常见单位mH，μH）。

（3）感应电压和L与（di/dt）成正比，公式v=L（di/dt），电容i=C（dv/dt）。
（4）能量存储公式，W=1/2×L×I平方，电流单位安培，电感亨，储能单位焦尔。
（5）物理参数公式，L=N（线圈匝数）平方×μ（心体材料的磁导率，单位H/m）×A（横截面积，单位m平方）/l（心体长度，单位m）
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（6）绕线电阻，某种材料（比如绝缘铜线）制成的线圈，导线每单位长度都有一定的电阻。多匝导线形成线圈时，总电阻会较大。这种固有电阻成为直流电阻或者绕线电阻（Rw）

（7）绕线电容，两个电感元件并列放置，它们之间常有电容存在。因此，当线圈中许多匝导线盘绕紧密时，必然存在一定的分布电容，称为绕线电容（Cw）在许多应用中，绕线电容很小，对电路没有什么影响。但是在有些情况下，尤其时高频率的电路中，绕线电容非常重要。
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（8）法拉第定律，线圈中感应电压的大小与线圈产生的电磁场变化率成正比。v=N×（dΦ/dt）,单位韦伯每秒。
（9）楞次定律，线圈中的电流变化时，变化的电磁场产生感应电压，感应电压的方向正好阻碍电流的变化。
（10）电感元件的类型，固定式和可变式，都可根据心体材料再进行分类，空心体，铁心体和铁氧体心体。
（11）串联电感计算公式和串联电阻，并联电容计算公式相似，L=L1+L2+…。
（12）并联公式，I/L=1/L1+1/L2+…。L=(L1✖L2)/ (L1+L2)。
（13）直流电路中的电感元件，一部分电能存储于磁场，一部分转化为热能。
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（14）直流电路中，RL时间常数，电感的基本作用时产生感应电压阻碍电流的变化，所以电感元件中的电流不能瞬时突变。电流的改变需要时间，电流改变的速度由RL时间常数决定。RL电路时间常数的公式如下：τ=L/R, L单位亨，R单位欧姆时，T单位是秒。
（15）直流电路中，电感元件的激励电流。
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