谈北京电抗器抗震试验及串联电抗器作用

    一、北京电抗器抗震试验完成
    博邦电抗器事业部讯，近日锡盟-山东1000千伏特高压交流输变电工程北京东变电站110kV干式空心电抗器抗震试验顺利完成。

    北京东变电站是锡盟-山东特高压交流工程的重要枢纽变电站，最终规模为4组3000兆伏安主变压器，10回1000千伏出线，12回500 千伏进线。按照国家相关抗震设计规范，北京东变电站处于抗震设防烈度较高区域，工程按照50年超越概率为2%的设防水准进行抗震设防，因此通过抗震试验验证相关电气设备抗震性能对工程建设具有重要意义。

    作为牵头单位，中国电科院制定了详细的抗震试验实施方案，分别对110kV垂直支撑干式空心电抗器和110kV倾斜支撑干式空心电抗器按照单向峰值加速度0.4g和0.5g进行试验，顺利完成了两种110kV干式空心电抗器的地震台试验。

    下一阶段，中国电科院将认真做好北京东变电站内主要设备及高抗回路抗震能力分析、减隔震应用技术等后续工作，为锡盟-山东特高压交流工程顺利开展做出贡献。

    目前在国内许多枢纽变电所越来越广泛地采用自动投切的并联电容器组的无功补偿装置，以改善电力网的供电质量，提高输电线路功率因数,减少线路损耗。并联电容器组的投切和运行，给人们提出了如何有效地减少电容器组在合闸瞬间的电流倍数及抑制电容器中的高次谐波的新问题。

    电抗器在高压配电系统的作用：电力系统中所采取的电抗器，常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整串联电抗器的数量来调整运行电压。

    二、串联电抗器的作用
    1、降低电容器组的涌流倍数和涌流频率，便于选择配套设备和保护电容器。根据GB50227标准要求应将涌流限制在电容器额定电流的10倍以下，为了不发生谐波放大(谐波牵引)，要求串联电抗器的伏安特性尽量为线性。网络谐波较小时，采用限制涌流的电抗器;电抗率在0.1%-1%左右即：可将涌流限制在额定电流的10倍以下，以减少电抗器的有功损耗，而且电抗器的体积小、占地面积小、便于安装在电容器柜内。采用这种电抗器是即经济，又节能。

    2、串联滤波电抗器，电抗器阻抗与电容器容抗全调谐后，组成某次谐波的交流滤波器。滤去某次高次谐波，而降低母线上该次谐波的电压值，使线路上不存在高次谐波电流，提高电网的电压质量。

    滤波电抗器的调谐度：
XL=ωL=1/n2XC=AXC
式中A-调谐度(%)
XL-电抗值(Ω)
XC-容抗值(Ω)
n-谐波次数
L-电感值(μH)
ω----314
    按上述调谐度配置电抗器，可满足滤除各次谐波。

    3、抑制谐波的电抗器，先决条件是需要清楚电网的谐波情况，查清周围用电户有无大型整流设备、电弧、炼钢等能产生谐波的设备，有无性能不良好的高压变压器及高压电机，尽可能实测一下电网谐波的实际量值，再根据实际谐波量来配置适当的电抗器。铁芯电抗器电抗线性度不好，有噪声，空芯电抗器运行无噪声，线性度好，损耗小。

    标准规定空芯电抗器容量在100KVAR以下时，每伏安损耗不大于0.03W。例如：单台12000VA电抗率6%的电抗器损耗为360W，三相有功损耗为1080W，这是一个不小的数字。电网上谐波较小时，采用限流电抗器可节省电能。

    4、由于设置了串联电抗器，减少了系统向并联电容器装置或电容器装置向系统提供短路电流值。可减少电容器组向故障电容器组的放电电流，保护电力电容器。可减少电容器组的涌流，有利于接触器灭弧，降低操作过电压的幅值。减小了由于操作并联电容器组引起的过电压幅值，有利于电网的过电压保护。

    三、串联电抗器使用说明
    1.串联电抗器，里面通过的是交流电，它的作用是与功率因数补偿电容器串联，对稳态性谐波(5、7、11、13次)构成串联谐振。通常有电抗率4.5～6(%)电抗器，对5次谐波通常电抗率为6%属于高感值电抗器，对3次谐波通常电抗率为12～13(%)，对2次谐波通常电抗率为26～27(%)属甚高感值电抗器。

    2.安全、难燃防火、环保无污染，可直接安装在负荷中心。采用进口环氧树脂，产品具有机械强度高，抗短路能力强，局部放电量低，可靠性高。损耗小、噪音低，免维护、安装简便、节能效果明显。防潮性能好，能在高湿度如在热带地区和其他恶劣环境中运行。

    四、串联电抗器适用环境
1.海拔高度不超过2000米;
2.运行环境温度-25～+45(℃)，相对湿度不超过90%;
3.周围无有害气体，无易燃易爆物品;
4.周围环境应有良好的通风条件，如串联电抗器装在柜内，应加装通风设备。

    五、串联电抗器结构
    1.铁芯
(1)铁芯的材料选用矿物氧化物凃覆的优质冷轧硅钢片;
(2)铁芯柱采用环氧树脂真空浇注，使铁饼间气隙被环氧树脂封闭在铁芯柱表面形成一层树脂层，有效地减少了铁芯饼之间的震动，从而降低噪音，同时增强了铁芯与线圈的绝缘强度;
(3)铁芯表面封凃F级环氧树脂采取防腐措施，避免锈蚀。

    2.串联电抗器线圈
(1)线圈为环氧树脂真空浇注线圈。线圈内外设环氧玻璃网格布增强，高压串联电抗器采用F级环氧浇注体系在真空状态下进行浇注。该线圈不但绝缘性能好，而且机械强度高，能耐收到电流冲击和冷却冲击而不开裂;
(2)环氧浇注线圈不吸水，防潮性好，局部放电量低，可在恶略环境条件下安全运行。

    3.串联电抗器装配
(1)铁芯端采用优质硅钢片段面胶，使铁芯柱与铁杵牢固结合在一起，大大减少了在运行时的噪音;
(2)高压串联电抗器使用先进的预装配系统，检测装配中的装配结果;
(3)先进的减震降噪结构系统，包括：上下夹件的强力压紧，夹件和线圈之间设置弹性胶垫，夹件和坐垫之间设置弹性胶垫。

    六、电抗器产品选型
    用电企业都有自身的特点，对设备有不同的要求，干式电抗器有噪音小、电抗器的线性度好、机械强度高、安装简单等特点;油浸电抗器损耗小、占地面积小、线性度不好、噪音大。因此，采用什么样的电抗器应综合考虑。串联电抗器主要作用是抑制谐波、限制涌流和滤除谐波。电抗率是电抗器的主要参数，电抗器的大小直接影响它的作用。

    限流电抗器电抗率在0.1-1%，而抑制谐波的电抗器电抗率在4.5%-13%，限流电抗器把涌流限制在电容器额定电流10倍以下为宜。配置限流电抗器时，应考虑线路电抗(1μH/M)。

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