【电抗器常识】串联电抗器在华东电网的应用分析(下)

       上篇文章我们谈到串联电抗器在华东电网的应用分析(上)，下面我们就这一话题接着分析。
    
       3、电磁暂态分析
       电磁暂态分析的主要结论有:
       A、串接电抗器后工频过电压、合空载长线过电压和单相自动重合闸过电压都符合相关标准的要求,电气设备的正常绝缘是安全的。
       B、发生区外接地故障时,断路器分闸所引起的本线路的对地过电压符合相关标准的要求;电抗器纵向绝缘在避雷器和电容器的保护下,其过电压也在绝缘的安全范围以内。

       C、发生区内接地故障时,电抗器纵向绝缘在避雷器和电容器的保护下,其过电压在绝缘的安全范围以内。断路器断口的恢复电压幅值也在标准允许范围内。但是在单相短路时,断路器断口恢复电压的上升率(RRRV)小于或接近标准的允许值,而在三相短路时, RRRV通常接近甚至超过标准的允许值较多(开断60%电流,最大可达到6～7 kV /μs) 。不过,三相短路的情况在系统中极少发生。计算所得到RRRV 值通常要大于系统中实际产生的数值,因为计算中仅考虑恢复电压在工频下的衰减,而没有考虑恢复电压在高频下的衰减(高频下的衰减比工频下的衰减快) ,而且也没有考虑断口电弧电阻的影响。

       D、故障点的接地电阻R对RRRV 有较大影响,计算中R考虑为0. 1Ω,如R考虑较大的数值, RRRV将明显减小。线路两端的断路器跳闸次序对RRRV 也有较大影响, 后跳的断路器RRRV较大。计算中断路器跳闸时间的设定为:0. 04 s故障, 0. 08 s两端断路器开始跳闸,或者0.08 s及0. 1 s先后跳闸。

       E、串联电抗器安装点对侧的RRRV较高,由于泗泾的开关遮断能力为63 kA,而南桥为50kA,所以串抗安装在南桥侧对满足RRRV的要求有帮助。
       F、应在电抗器两端并联避雷器,其额定电压应不小于162 kV,否则避雷器的通流容量难以满足要求。

      4、现场条件
      泗泾站如选择将母线分段并安装串抗联络的方式,则可以利用第3串与第4串之间预留的间隔,间隔场地具有安装2台串抗及附加刀闸的位置;南桥站不具备安装母线联络串抗的条件。泗泾站及南桥站如选择线路出线端安装串抗的方式,均需在变电站围墙外与第一杆铁塔间重新征地。在分段母线间装串抗需在串抗两端各加装1台隔离刀闸,用于设备检修,为提高电网可靠性,可以在串抗旁边加1台旁路刀闸。对于大气过电压、操作过电压,由于母线上各出线已有避雷器,因此无须特别考虑。在出线端安装串抗,由于已经有线路刀闸,无需加装隔离刀闸,对于大气过电压、操作过电压,出线已有1组避雷器,需在串抗另一端加1组避雷器。

      5、电抗器基本参数
      根据华东电网实际情况,初步估算了串联电抗器的参数:系统电压525 kV,额定阻抗25Ω ～30Ω (建议30Ω) ,额定电流2500～3 000 A,额定短时电流10 kA ～20 kA。建议采用空心干式。为防止雷电波侵害,需加强电抗器两端的匝间绝缘并在电抗器两端配备避雷器加以保护。考虑到可靠性的要求,可采用六相备一相的接线方式。

      干式电抗器的尺寸粗略估计为直径约4 m～5 m、高度约11 m～12 m (其中:线圈分两级,每级高约3. 5 m;支撑绝缘子约高5 m) 。总重量估计超过30 t。由于体积、重量很大,不宜采用重叠排列,而以三相并列为佳。三相并列布置则三相间的互感较小,相互作用力较小,电抗器的温升较小,利于电抗器的运行。

      6、结语
      应用串联电抗器限制系统的短路电流由来已久,国外在超高压系统中已有成功的应用,同时被广泛应用于控制系统潮流。短路电流问题是制约华东电网发展的关键性因素,应用串联电抗器可以有效地限制电网的短路电流水平,是控制系统短路电流方案中一个不错的可选技术措施。

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