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高压并联电容器组串联电抗器的几个问题

编辑:能曼电气│ 发表时间: 2022/12/28│ 浏览次数:1874

高压并联电容器组串联电抗器的几个问题,由电抗器厂家能曼电气整理分享如下:

一、基本情况
串联电抗器是高压并联电容器成套装置中非常重要的设备,主要起到抑制合闸涌流、抑制谐波和抑制电抗器后短路时的短路电流的作用。
根据是否有绝缘油,串联电抗器可以分为油浸式和干式电抗器;根据是否有铁芯可以分为空心、铁芯和半芯电抗器,主要区别是空心电抗器没有铁芯,铁芯电抗器有闭合的铁芯,而半芯电抗器在线圈内布置了铁芯但铁芯不闭合。基于以上分类,常用的电抗器有干式空心电抗器、油浸铁芯电抗器、干式铁芯电抗器。干式空心电抗器结构简单、无油、噪声小、阻抗值的线性好,但漏磁较大对周边设备影响较大,适用于室外使用;铁芯电抗器,磁路闭合,对周围设备的磁干扰较小,可以做成三相一体结构的设备,占地面积小,但存在抗短路能力差的弱点。油浸铁芯电抗器为充油设备,有消防要求,不宜在室内使用。
二、几个问题
并联电容器一般安装在变压器中、低压侧母线上,如果发生短路,故障电流大,对变压器的冲击大。串联电抗器能够有效降低高压并联电容器组发生故障时的短路电流。串联电抗器的最佳位置应安装在电源侧,且尽量缩短与断路器之间的距离。如果具备条件,电抗器与断路器之间的电气连接可以用绝缘护套之类的工艺加强绝缘,减少故障发生。
由于串联电抗器后发生故障时电抗器中会流过大电流,因此对电抗器的机械强度和热稳定性要求高。空心电抗器的相关性能没有问题,但铁芯电抗器要求应是加强型设备甚至要求经过验算。因此铁芯电抗器一般安装在电容器组中性点侧。
串联电抗器如果安装在中性点侧,抑制谐波和涌流的作用和安装在电源侧效果一样,但高压并联电容器组发生故障时没有抑制短路电流的作用。
空心电抗器应用于室外,早期的安装多采用三相叠装以减少占地。这种安装方式存在安全问题,因此相关反措要求改造。但由于现有安装空间不足,很难改造成三相品字安装。有的方案考虑用油浸式铁芯电抗器代替现有的空心电抗器,对设备进行改造。这种方案中,一定要确保铁芯电抗器的动、热稳定等指标满足要求。
电抗器的饱和是一个需要注意的问题,因为电抗器饱和时其电抗值会降低。DL/T5242 《35kV-220kV变电站无功补偿装置设计技术规定》中明确,空心电抗器在所允许的过电流下电抗值应等于其额定电流下的电抗值;铁芯电抗器在1.3倍额定电流下的电抗值应不低于器额定值,在1.8倍额定电流下其电抗值下降应不超过5%。但是这一规范要求只考虑了大电流引起的铁芯饱和,而没有对谐波情况下的电抗值变化有明确的要求。串联电抗器如果在某种谐波条件下发生了电抗值的降低,反而可能造成谐波的放大。当然这种情况仅是对一种极端情况下的假想,需要实际的数据和计算来验证。
高压并联电容器组和串联电抗器是一种无功设备,但无功设备并不是没有有功损失。假设配套8000千乏电容器组,采用12%串抗率的三相空心电抗器,容量为320*3千乏。根据JB/T5346《高压并联电抗器用串联电抗器》给定的损耗公式,单相电抗器损耗功率约7千瓦,以每年运行5000小时估算,三相串联电抗器损耗电能约10.5万千瓦时。而如果配置5%串抗率的串联电抗器,其损耗电能约降低一半。因此在选择串抗率的时候,应考虑其经济运行指标。如果不考虑实际谐波数据,而简单地仅配置和使用高串抗率串联电抗器,在经济上是不适当的。

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