并聯(lián)電抗器在高壓電網(wǎng)中的應(yīng)用

任晉陽(yáng)+呂繼濤

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2016）07-000-01

摘 要 電抗器作為無(wú)功補(bǔ)償手段，在提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、發(fā)送電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文闡述了并聯(lián)電抗器安裝的意義及必要性，具體分析了高壓電網(wǎng)中裝設(shè)并聯(lián)電抗器的選擇方式，最后探討了安裝并聯(lián)電抗器的效果。

關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng) 并聯(lián)電抗器 應(yīng)用

一、前言

隨著我國(guó)電力工業(yè)的飛速發(fā)展，大電網(wǎng)互聯(lián)已成為必然的趨勢(shì)，同時(shí)，負(fù)荷的大幅度增長(zhǎng)，在大電網(wǎng)中安裝一定數(shù)量的感性無(wú)功補(bǔ)償裝置就變得尤為重要，其目的主要是補(bǔ)償容性充電功率，在輕負(fù)荷時(shí)吸收無(wú)功功率、控制無(wú)功潮流、穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行電壓，從而降低系統(tǒng)損耗、提高系統(tǒng)供電效率，進(jìn)一步改善電壓質(zhì)量，維持輸電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定。

二、無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

（一）同步調(diào)相機(jī)。同步調(diào)相機(jī)屬于早期無(wú)功補(bǔ)償裝置的典型，它不僅能補(bǔ)償固定的無(wú)功功率，對(duì)變化的無(wú)功功率也能進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。

（二）并補(bǔ)裝置：并聯(lián)電容器是無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的無(wú)功補(bǔ)償裝置，但電容補(bǔ)償只能補(bǔ)償固定的無(wú)功，盡管采用電容分組投切相比固定電容器補(bǔ)償方式能更有效適應(yīng)負(fù)載無(wú)功的動(dòng)態(tài)變化，但是電容器補(bǔ)償方式仍然屬于一種有級(jí)的無(wú)功調(diào)節(jié)，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)功的平滑無(wú)級(jí)的調(diào)節(jié)。

（三）并聯(lián)電抗器：目前所用電抗器的容量是固定的，除吸收系統(tǒng)容性負(fù)荷外，用以抑制過(guò)電壓。

三、安裝并聯(lián)電抗的必要性

在高壓、大容量的電網(wǎng)中，需要安裝一定數(shù)量的感性無(wú)功補(bǔ)償裝置（包括并聯(lián)電抗器和靜止無(wú)功補(bǔ)償器）來(lái)補(bǔ)償容性充電功率，或在輕負(fù)荷時(shí)吸收無(wú)功功率、控制無(wú)功潮流、穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行電壓、維持輸電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定。高壓并聯(lián)電抗器可以吸收系統(tǒng)容性無(wú)功功率、限制系統(tǒng)的過(guò)電壓和潛供電容電流、提高重合閘成功率。線路并聯(lián)電抗器還可以削弱空載或輕載時(shí)長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)所引起的工頻電壓升高，改善沿線電壓分布和輕載線路中的無(wú)功分布并降低線損減少潛供電流，加速潛供電弧的熄滅，提高線路自動(dòng)重合閘的成功率，有利于消除發(fā)電機(jī)的自勵(lì)磁?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來(lái)調(diào)整運(yùn)行電壓。

四、并聯(lián)電抗器的選擇

（一）結(jié)構(gòu)形式的選擇

1.按鐵心結(jié)構(gòu)，可分為殼式電抗器和芯式電抗器。一般殼式電抗器磁密較低，到1.5至1.6倍額定電壓才出現(xiàn)飽和，飽和后的動(dòng)態(tài)電感仍為飽和前的60%以上，由于它沒(méi)有主鐵心，電磁力小，所以相應(yīng)的噪聲和振動(dòng)就比較小，而且加工方便，冷卻條件好。但是它又存在材料消耗多，體積偏大的缺點(diǎn)。芯式電抗器具有帶多個(gè)氣隙的鐵心，外套繞組，氣隙一般由不導(dǎo)磁的硯石組成。由于其鐵芯磁密度高，因此材料消耗少，結(jié)構(gòu)緊湊，自振頻率高，存在低頻共振可能性較小，主要缺點(diǎn)是加工復(fù)雜，技術(shù)要求高，震動(dòng)和噪聲較大，目前我國(guó)制造的的高電壓大容量并聯(lián)電抗器只采用芯式結(jié)構(gòu)，正常運(yùn)行時(shí)鐵芯必須一點(diǎn)接地。

2.按相數(shù)分，可分為單相或三相兩種。三相比單相所用的原料和成本少，節(jié)省材料，附屬設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，但三相三柱式電抗器的磁路結(jié)構(gòu)有明顯的問(wèn)題，對(duì)于500kV及以上電壓等級(jí)的并聯(lián)電抗器，由于相間絕緣問(wèn)題及容量比較大，所以大多數(shù)仍用單相。

（二）額定電壓的選擇

正常運(yùn)行電壓是電抗器長(zhǎng)時(shí)期承受的電壓，電抗器的額定電壓的合理取值應(yīng)該按正常運(yùn)行電壓來(lái)確定。運(yùn)行中出現(xiàn)的一些問(wèn)題與額定電壓選得過(guò)低也不無(wú)關(guān)系。因此，并聯(lián)電抗器的額定電壓應(yīng)該在最高電壓和標(biāo)稱電壓之間選擇，具體數(shù)值需要參考主變壓器三次側(cè)的額定電壓和系統(tǒng)的正常運(yùn)行電壓

（三）安裝容量的選擇

高壓并聯(lián)電抗器容量的選擇與許多因素有關(guān)，需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合論證，但應(yīng)首先考慮限制工頻過(guò)電壓的需要，同時(shí)兼顧系統(tǒng)同期并列點(diǎn)的合理選擇、檢驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)生自勵(lì)磁的條件、滿足大小運(yùn)行方式時(shí)無(wú)功平衡的要求，以及潛供電流、提高單相快速重合閘的成功率的要求。最后確定的并聯(lián)電抗器容量，可以用補(bǔ)償度K表示：

K=Ql/Qc，

式中：Ql-并聯(lián)電抗器的容量（MVA），Qc-線路的充電功率（Mvar），一般取補(bǔ)償度K=40%～80%。

（四）安裝位置的選擇

一般在高電壓電網(wǎng)中，裝設(shè)的并聯(lián)電抗器位置有兩種，一種是主變低壓側(cè)裝設(shè)的低壓電抗器，一種是在高壓側(cè)母線或者線路上裝設(shè)的高壓并聯(lián)電抗器。如果高壓變電站中的線路的出現(xiàn)比較少，在低壓側(cè)裝設(shè)低壓電抗器能夠滿足無(wú)功需要和電壓的要求，則無(wú)需在每個(gè)高壓出線裝設(shè)高壓并聯(lián)電抗器，若這樣做，容量選擇不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生并聯(lián)電抗器諧振和過(guò)補(bǔ)償，同樣還會(huì)占用大量的位置，如果高壓線路都比較短，則在母線上裝設(shè)高壓電抗器，可以避免完全依靠低壓并聯(lián)電抗器高壓線路的充電功率，優(yōu)化了無(wú)功布置，防止遠(yuǎn)期出現(xiàn)拆除低壓電抗器來(lái)裝設(shè)低壓電容器的情況，同時(shí)母線上裝設(shè)高壓并聯(lián)電抗器不會(huì)出現(xiàn)工頻諧振過(guò)電壓，容量的選擇也不受潛供電流和工頻過(guò)電壓的限制，只根據(jù)母線上連接線路充電功率的大小進(jìn)行選擇。

五、安裝并聯(lián)電抗器的效果

1.提高了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。由于投切電抗器可對(duì)線路的無(wú)功潮流進(jìn)行調(diào)控，故減少了無(wú)功流動(dòng)所造成的有功損耗，有利于降低線路損失。

2.改善了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

3.有利于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和線路的送電能力，有利于網(wǎng)絡(luò)的并列運(yùn)行。

4.有利于消除同步發(fā)電機(jī)帶空載長(zhǎng)線路時(shí)可能出現(xiàn)的自勵(lì)磁諧振。

5.有利于潛供電弧的消滅和裝設(shè)單相快速自動(dòng)重合閘。

參考文獻(xiàn)：

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