談北京電抗器抗震試驗及串聯電抗器作用

    一、北京電抗器抗震試驗完成
    博邦電抗器事業部訊，近日錫盟-山東1000千伏特高壓交流輸變電工程北京東變電站110kV干式空心電抗器抗震試驗順利完成。

    北京東變電站是錫盟-山東特高壓交流工程的重要樞紐變電站，最終規模為4組3000兆伏安主變壓器，10回1000千伏出線，12回500 千伏進線。按照國家相關抗震設計規范，北京東變電站處于抗震設防烈度較高區域，工程按照50年超越概率為2%的設防水準進行抗震設防，因此通過抗震試驗驗證相關電氣設備抗震性能對工程建設具有重要意義。

    作為牽頭單位，中國電科院制定了詳細的抗震試驗實施方案，分別對110kV垂直支撐干式空心電抗器和110kV傾斜支撐干式空心電抗器按照單向峰值加速度0.4g和0.5g進行試驗，順利完成了兩種110kV干式空心電抗器的地震臺試驗。

    下一階段，中國電科院將認真做好北京東變電站內主要設備及高抗回路抗震能力分析、減隔震應用技術等后續工作，為錫盟-山東特高壓交流工程順利開展做出貢獻。

    目前在國內許多樞紐變電所越來越廣泛地采用自動投切的并聯電容器組的無功補償裝置，以改善電力網的供電質量，提高輸電線路功率因數,減少線路損耗。并聯電容器組的投切和運行，給人們提出了如何有效地減少電容器組在合閘瞬間的電流倍數及抑制電容器中的高次諧波的新問題。

    電抗器在高壓配電系統的作用：電力系統中所采取的電抗器，常見的有串聯電抗器和并聯電抗器。串聯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或并聯用來限制電網中的高次諧波。220kV、110kV、35kV、10kV電網中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調整串聯電抗器的數量來調整運行電壓。

    二、串聯電抗器的作用
    1、降低電容器組的涌流倍數和涌流頻率，便于選擇配套設備和保護電容器。根據GB50227標準要求應將涌流限制在電容器額定電流的10倍以下，為了不發生諧波放大(諧波牽引)，要求串聯電抗器的伏安特性盡量為線性。網絡諧波較小時，采用限制涌流的電抗器;電抗率在0.1%-1%左右即：可將涌流限制在額定電流的10倍以下，以減少電抗器的有功損耗，而且電抗器的體積小、占地面積小、便于安裝在電容器柜內。采用這種電抗器是即經濟，又節能。

    2、串聯濾波電抗器，電抗器阻抗與電容器容抗全調諧后，組成某次諧波的交流濾波器。濾去某次高次諧波，而降低母線上該次諧波的電壓值，使線路上不存在高次諧波電流，提高電網的電壓質量。

    濾波電抗器的調諧度：
XL=ωL=1/n2XC=AXC
式中A-調諧度(%)
XL-電抗值(Ω)
XC-容抗值(Ω)
n-諧波次數
L-電感值(μH)
ω----314
    按上述調諧度配置電抗器，可滿足濾除各次諧波。

    3、抑制諧波的電抗器，先決條件是需要清楚電網的諧波情況，查清周圍用電戶有無大型整流設備、電弧、煉鋼等能產生諧波的設備，有無性能不良好的高壓變壓器及高壓電機，盡可能實測一下電網諧波的實際量值，再根據實際諧波量來配置適當的電抗器。鐵芯電抗器電抗線性度不好，有噪聲，空芯電抗器運行無噪聲，線性度好，損耗小。

    標準規定空芯電抗器容量在100KVAR以下時，每伏安損耗不大于0.03W。例如：單臺12000VA電抗率6%的電抗器損耗為360W，三相有功損耗為1080W，這是一個不小的數字。電網上諧波較小時，采用限流電抗器可節省電能。

    4、由于設置了串聯電抗器，減少了系統向并聯電容器裝置或電容器裝置向系統提供短路電流值。可減少電容器組向故障電容器組的放電電流，保護電力電容器。可減少電容器組的涌流，有利于接觸器滅弧，降低操作過電壓的幅值。減小了由于操作并聯電容器組引起的過電壓幅值，有利于電網的過電壓保護。

    三、串聯電抗器使用說明
    1.串聯電抗器，里面通過的是交流電，它的作用是與功率因數補償電容器串聯，對穩態性諧波(5、7、11、13次)構成串聯諧振。通常有電抗率4.5～6(%)電抗器，對5次諧波通常電抗率為6%屬于高感值電抗器，對3次諧波通常電抗率為12～13(%)，對2次諧波通常電抗率為26～27(%)屬甚高感值電抗器。

    2.安全、難燃防火、環保無污染，可直接安裝在負荷中心。采用進口環氧樹脂，產品具有機械強度高，抗短路能力強，局部放電量低，可靠性高。損耗小、噪音低，免維護、安裝簡便、節能效果明顯。防潮性能好，能在高濕度如在熱帶地區和其他惡劣環境中運行。

    四、串聯電抗器適用環境
1.海拔高度不超過2000米;
2.運行環境溫度-25～+45(℃)，相對濕度不超過90%;
3.周圍無有害氣體，無易燃易爆物品;
4.周圍環境應有良好的通風條件，如串聯電抗器裝在柜內，應加裝通風設備。

    五、串聯電抗器結構
    1.鐵芯
(1)鐵芯的材料選用礦物氧化物凃覆的優質冷軋硅鋼片;
(2)鐵芯柱采用環氧樹脂真空澆注，使鐵餅間氣隙被環氧樹脂封閉在鐵芯柱表面形成一層樹脂層，有效地減少了鐵芯餅之間的震動，從而降低噪音，同時增強了鐵芯與線圈的絕緣強度;
(3)鐵芯表面封凃F級環氧樹脂采取防腐措施，避免銹蝕。

    2.串聯電抗器線圈
(1)線圈為環氧樹脂真空澆注線圈。線圈內外設環氧玻璃網格布增強，高壓串聯電抗器采用F級環氧澆注體系在真空狀態下進行澆注。該線圈不但絕緣性能好，而且機械強度高，能耐收到電流沖擊和冷卻沖擊而不開裂;
(2)環氧澆注線圈不吸水，防潮性好，局部放電量低，可在惡略環境條件下安全運行。

    3.串聯電抗器裝配
(1)鐵芯端采用優質硅鋼片段面膠，使鐵芯柱與鐵杵牢固結合在一起，大大減少了在運行時的噪音;
(2)高壓串聯電抗器使用先進的預裝配系統，檢測裝配中的裝配結果;
(3)先進的減震降噪結構系統，包括：上下夾件的強力壓緊，夾件和線圈之間設置彈性膠墊，夾件和坐墊之間設置彈性膠墊。

    六、電抗器產品選型
    用電企業都有自身的特點，對設備有不同的要求，干式電抗器有噪音小、電抗器的線性度好、機械強度高、安裝簡單等特點;油浸電抗器損耗小、占地面積小、線性度不好、噪音大。因此，采用什么樣的電抗器應綜合考慮。串聯電抗器主要作用是抑制諧波、限制涌流和濾除諧波。電抗率是電抗器的主要參數，電抗器的大小直接影響它的作用。

    限流電抗器電抗率在0.1-1%，而抑制諧波的電抗器電抗率在4.5%-13%，限流電抗器把涌流限制在電容器額定電流10倍以下為宜。配置限流電抗器時，應考慮線路電抗(1μH/M)。

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