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電抗器
電抗器的作用
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談北京電抗器抗震試驗(yàn)及串聯(lián)電抗器作用

    一、北京電抗器抗震試驗(yàn)完成
    博邦電抗器事業(yè)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(yàn)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(guī)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(jìn)線。按照國(guó)家相關(guān)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,北京東變電站處于抗震設(shè)防烈度較高區(qū)域,工程按照50年超越概率為2%的設(shè)防水準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)防,因此通過(guò)抗震試驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)電氣設(shè)備抗震性能對(duì)工程建設(shè)具有重要意義。

    作為牽頭單位,中國(guó)電科院制定了詳細(xì)的抗震試驗(yàn)實(shí)施方案,分別對(duì)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(jìn)行試驗(yàn),順利完成了兩種110kV干式空心電抗器的地震臺(tái)試驗(yàn)。

    下一階段,中國(guó)電科院將認(rèn)真做好北京東變電站內(nèi)主要設(shè)備及高抗回路抗震能力分析、減隔震應(yīng)用技術(shù)等后續(xù)工作,為錫盟-山東特高壓交流工程順利開(kāi)展做出貢獻(xiàn)。

    目前在國(guó)內(nèi)許多樞紐變電所越來(lái)越廣泛地采用自動(dòng)投切的并聯(lián)電容器組的無(wú)功補(bǔ)償裝置,以改善電力網(wǎng)的供電質(zhì)量,提高輸電線路功率因數(shù),減少線路損耗。并聯(lián)電容器組的投切和運(yùn)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(shù)及抑制電容器中的高次諧波的新問(wèn)題。

    電抗器在高壓配電系統(tǒng)的作用:電力系統(tǒng)中所采取的電抗器,常見(jiàn)的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來(lái)限制短路電流,也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來(lái)限制電網(wǎng)中的高次諧波。220kV、110kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來(lái)吸收電纜線路的充電容性無(wú)功的。可以通過(guò)調(diào)整串聯(lián)電抗器的數(shù)量來(lái)調(diào)整運(yùn)行電壓。

    二、串聯(lián)電抗器的作用
    1、降低電容器組的涌流倍數(shù)和涌流頻率,便于選擇配套設(shè)備和保護(hù)電容器。根據(jù)GB50227標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)將涌流限制在電容器額定電流的10倍以下,為了不發(fā)生諧波放大(諧波牽引),要求串聯(lián)電抗器的伏安特性盡量為線性。網(wǎng)絡(luò)諧波較小時(shí),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(nèi)。采用這種電抗器是即經(jīng)濟(jì),又節(jié)能。

    2、串聯(lián)濾波電抗器,電抗器阻抗與電容器容抗全調(diào)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(wǎng)的電壓質(zhì)量。

    濾波電抗器的調(diào)諧度:
XL=ωL=1/n2XC=AXC
式中A-調(diào)諧度(%)
XL-電抗值(Ω)
XC-容抗值(Ω)
n-諧波次數(shù)
L-電感值(μH)
ω----314
    按上述調(diào)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(wǎng)的諧波情況,查清周?chē)秒姂粲袩o(wú)大型整流設(shè)備、電弧、煉鋼等能產(chǎn)生諧波的設(shè)備,有無(wú)性能不良好的高壓變壓器及高壓電機(jī),盡可能實(shí)測(cè)一下電網(wǎng)諧波的實(shí)際量值,再根據(jù)實(shí)際諧波量來(lái)配置適當(dāng)?shù)碾娍蛊。鐵芯電抗器電抗線性度不好,有噪聲,空芯電抗器運(yùn)行無(wú)噪聲,線性度好,損耗小。

    標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定空芯電抗器容量在100KVAR以下時(shí),每伏安損耗不大于0.03W。例如:?jiǎn)闻_(tái)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(gè)不小的數(shù)字。電網(wǎng)上諧波較小時(shí),采用限流電抗器可節(jié)省電能。

    4、由于設(shè)置了串聯(lián)電抗器,減少了系統(tǒng)向并聯(lián)電容器裝置或電容器裝置向系統(tǒng)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(hù)電力電容器?蓽p少電容器組的涌流,有利于接觸器滅弧,降低操作過(guò)電壓的幅值。減小了由于操作并聯(lián)電容器組引起的過(guò)電壓幅值,有利于電網(wǎng)的過(guò)電壓保護(hù)。

    三、串聯(lián)電抗器使用說(shuō)明
    1.串聯(lián)電抗器,里面通過(guò)的是交流電,它的作用是與功率因數(shù)補(bǔ)償電容器串聯(lián),對(duì)穩(wěn)態(tài)性諧波(5、7、11、13次)構(gòu)成串聯(lián)諧振。通常有電抗率4.5~6(%)電抗器,對(duì)5次諧波通常電抗率為6%屬于高感值電抗器,對(duì)3次諧波通常電抗率為12~13(%),對(duì)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(huán)保無(wú)污染,可直接安裝在負(fù)荷中心。采用進(jìn)口環(huán)氧樹(shù)脂,產(chǎn)品具有機(jī)械強(qiáng)度高,抗短路能力強(qiáng),局部放電量低,可靠性高。損耗小、噪音低,免維護(hù)、安裝簡(jiǎn)便、節(jié)能效果明顯。防潮性能好,能在高濕度如在熱帶地區(qū)和其他惡劣環(huán)境中運(yùn)行。

    四、串聯(lián)電抗器適用環(huán)境
1.海拔高度不超過(guò)2000米;
2.運(yùn)行環(huán)境溫度-25~+45(℃),相對(duì)濕度不超過(guò)90%;
3.周?chē)鸁o(wú)有害氣體,無(wú)易燃易爆物品;
4.周?chē)h(huán)境應(yīng)有良好的通風(fēng)條件,如串聯(lián)電抗器裝在柜內(nèi),應(yīng)加裝通風(fēng)設(shè)備。

    五、串聯(lián)電抗器結(jié)構(gòu)
    1.鐵芯
(1)鐵芯的材料選用礦物氧化物凃覆的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片;
(2)鐵芯柱采用環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注,使鐵餅間氣隙被環(huán)氧樹(shù)脂封閉在鐵芯柱表面形成一層樹(shù)脂層,有效地減少了鐵芯餅之間的震動(dòng),從而降低噪音,同時(shí)增強(qiáng)了鐵芯與線圈的絕緣強(qiáng)度;
(3)鐵芯表面封凃F級(jí)環(huán)氧樹(shù)脂采取防腐措施,避免銹蝕。

    2.串聯(lián)電抗器線圈
(1)線圈為環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注線圈。線圈內(nèi)外設(shè)環(huán)氧玻璃網(wǎng)格布增強(qiáng),高壓串聯(lián)電抗器采用F級(jí)環(huán)氧澆注體系在真空狀態(tài)下進(jìn)行澆注。該線圈不但絕緣性能好,而且機(jī)械強(qiáng)度高,能耐收到電流沖擊和冷卻沖擊而不開(kāi)裂;
(2)環(huán)氧澆注線圈不吸水,防潮性好,局部放電量低,可在惡略環(huán)境條件下安全運(yùn)行。

    3.串聯(lián)電抗器裝配
(1)鐵芯端采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片段面膠,使鐵芯柱與鐵杵牢固結(jié)合在一起,大大減少了在運(yùn)行時(shí)的噪音;
(2)高壓串聯(lián)電抗器使用先進(jìn)的預(yù)裝配系統(tǒng),檢測(cè)裝配中的裝配結(jié)果;
(3)先進(jìn)的減震降噪結(jié)構(gòu)系統(tǒng),包括:上下夾件的強(qiáng)力壓緊,夾件和線圈之間設(shè)置彈性膠墊,夾件和坐墊之間設(shè)置彈性膠墊。

    六、電抗器產(chǎn)品選型
    用電企業(yè)都有自身的特點(diǎn),對(duì)設(shè)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(jī)械強(qiáng)度高、安裝簡(jiǎn)單等特點(diǎn);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(yīng)綜合考慮。串聯(lián)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(shù),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(shí),應(yīng)考慮線路電抗(1μH/M)。

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