【电抗器常识】串联电抗器的限流应用分析

      串联电抗器在中低压系统曾得到广泛的应用,随着开关制造水平的提高,中低压系统的串联电抗器日渐减少。但串联电抗器可有效地降低系统的短路电流水平,减小设备的短路电流耐受水平,有非常显著的经济效益,仍在许多场合得到了大量的应用。

      串联电抗器的典型配置方式主要有:母线联络方式、线路端接入方式、串接于变压器支路和加装在变压器中性点等几种。中性点电抗器主要为限制单相短路电流,串接于变压器支路主要为限制变压器低压侧母线或系统的短路电流,在超高压系统中,一般采用母线联络方式或串接于线路方式。

      串联电抗器按其控制类型分包括常规串联电抗器和可控串联电抗器。常规串联电抗器即为不可控电抗器。其优点是运行方式简单、安全可靠。但会增加无功损耗及有功损耗,有时会降低系统的稳定性,并需对现有线路上的距离保护方案进行修改。而可控串联电抗器在系统正常运行时对电网的影响很小,在系统发生短路时又能快速限制短路电流。按工作原理不同,分为串联谐振型和并联谐振型两类。正常工作时导通控制器件关断,L /C谐振,阻抗为零,短路故障时导通控制器件快速导通,电路谐振状态改变,呈现出很大的阻抗,从而限制短路电流。导通控制器可选用电力电子器件或可控放电间隙等。

      国外超高压输电网中,特别是在北美电网,应用串联电抗器的实例较多。但大多数应用于调整电网的潮流分布。330 kV 及以上系统限制短路电流的工程实例主要有巴西的Tucurui工程、巴西Furnas工程、美国纽约电网的联合爱迪生系统和澳大利亚MetroGrid 330 kV系统等。另外, SIE2MENS公司提出了基于成熟的TPSC技术与限流电抗器串联的的短路电流限制方案。
 
      1996年12月,美国电子与电气工程师协会( IEEE)制定了《限流电抗器需求、术语和试验规范》标准(C57. 16 - 1996) ,规定了输电和配电系统中用于稳态潮流控制和短路电流限制的干式空心单相和三相户内、户外串联电抗器的应用范围、需求、额定值、试验、建造等内容。该标准于1997年5月被美国国家标准协会(ANSI)确认为美国国家标准ANSI Standard C57. 16《干式空心串联电抗器需求、术语和试验规范》。
 
      串联电抗器的实质就是限制电容器合闸涌流，抑制电网电压波形畸变和控制流过电容器的谐波分量；降低和避免谐波电流的危害，保护电容器，提高功率因数。
 
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