【必讀】并聯電抗器現場技術問題答疑重要知識點

一、并聯電抗器的作用是什么？

（1）降低工頻電壓升高。超高壓輸電線路一般距離較長 , 可達數百公里 , 由于線路采用分裂導線 , 線路的相間和對地電容均很大 , 在線路帶電的狀態下 , 線路相間和對地電容中產生相當數量的容性無功功率 ( 即充電功率 ), 且與線路的長度成正比 , 其數值可達 2 創～3 ∞ kvar, 大量容性功率通過系統感性元件 ( 發電機、變壓器、輸電線路 ) 時 , 末端電壓將 要升高 , 即所謂 " 容升 " 現象。在系統為小運行方式時 , 這種現象尤其嚴重。 在超高壓輸電 線路上接人并聯電抗器后 , 可明顯降低線路末端工頻電壓的升高。

 

（2）降低操作過電壓。操作過電壓產生于斷路器的操作 , 當系統中用斷路器接通或切除 部分電氣元件時 , 在斷路器的斷口上會出現操作過電壓 , 它往往是在工頻電壓升高的基礎上 出現的 , 如甩負荷、單相接地等均產生工頻電壓升高 , 當斷路器切除接地故障或接地故障切 除后重合閘時 , 又引起系統操作過電壓 , 工頻電壓升高與操作過電壓迭加 , 使操作過電壓更高。所以 , 工頻電壓升高的程度直接影響操作過電壓的幅值。加裝并聯電抗器后 , 限制了工頻電壓升高 , 從而降低了操作過電壓的幅值。

 

當開斷帶有并聯電抗器的空載線路時 , 被開斷線路上的剩余電荷沿著電抗器泄人大地使斷路器斷口上的恢復電壓由零緩慢上升 , 很大降低了斷路器斷口發生重燃的可能性 , 困此 也降低了操作過電壓。

 

（3）避免發電機帶空長線出現自勵過電壓。當發電機經變壓器帶空載長線路啟動 , 空載 l 發電機全電壓向空載線路合閘 , 發電機帶線路運行線路末端甩負荷等 , 都將形成較長時間發 電機帶空載線路運行 , 形成了一個 L-C 電路 , 當空長線電容 C 的容抗值 Xc 合適時 , 能導致發電機自勵磁( 即 L-C 回路滿足諧振條件產生串聯諧振 ) 。

 

自勵磁會引起工頻電壓升高 , 其值可達 1.5～2.0 倍的額定電壓 , 甚至更高, 它不只有使并網的合閘操作 ( 包括零起升壓 ) 成為不可能 , 且其持續發展也將嚴重威脅網絡中電氣設備的安全運行。并聯電抗器能大量吸收空載長線路上的容性無功功率 , 破壞發電機自勵磁條件。

 

（4）有利于單相重合閘。為了提高運行可靠性 , 超高壓電網中常采用單相自動重合用即當線路發生單相接地故障時 , 立即斷開該相線路 , 待故障處電弧熄滅后再重合該相。由于超高壓輸電線路間電容和電感 ( 互感 ) 很大 , 故障相斷開短路電流后 , 非故障相電源 ( 電據 中性點接地) 將經這些電容和電感向故障點繼續提供電弧電流 ( 即潛供電流), 使故障處自弧難于熄滅。如果線路上并聯三相 Y 形接線的電抗器 , 且 Y 形接線的中性點經小電抗器割 地、就可以限制和邊除單極援地處的潛俠電流、使電弧熄滅、有利于重合閘成功，這時的小電抗器相當于消弧線圈。

 

二、中性點電抗器起什么作用？

（1）中性點電抗器與三相并聯電抗器相配合 , 補償相間電容和相對地電容 , 限制過電壓 , 消除潛供電流 , 保證線路單相自動重合閘裝置正常工作。

 

（2）限制電抗器非全相斷開時的諧振過電壓 , 因為非全相斷開是一個諧振過程 , 在諧扭過程中可能產生很高的諧振電壓。

 

三、500KV線路按什么原則裝設高壓并聯電抗器？

（1）在 500KV 電網各發展階段中 , 正常及檢修 ( 送變電單一元件 )運行方式下 , 發生故障或任一處無故障三相跳閘時 , 必須采取措施 , 限制母線側及線路側的工頻過電壓在**線路運行電壓的 1.3 及 1.4 倍額定值以下。

 

（2）經過比較 , 如認為需要采用高壓并聯電抗器并帶中性點小電抗器作為解決潛供電流  的措施， 為保護線路瞬時性單相故障時單相重合閘成功。

 

（3）發電廠為無功平衡需要 , 而又無法裝設低壓電抗器的時候。

 

（4）系統運行操作 ( 如同期并列 ) 需要。

 

四、大型并聯電抗器和普通變壓器比較在原理方面有何特點？

（1）鐵芯結構方面。變壓器的鐵芯由高導磁硅鋼片迭成 , 而并聯電抗器鐵芯是由導磁的鐵芯和非導磁的間隙交替迭成。

 

（2）電路方面。普通變壓器有初級和次級兩個線圈 , 而大型電抗器只有初級一個線圈。

 

（3）工作原理方面。普通變壓器工作原理是電磁感應原理 , 它的作用主要是升高和降低電壓 ; 大型電抗器主要利用在額定電壓下線性的特點來吸收系統電容性無功。

 

（4）大型電抗器的附件和普通變壓器基本相同 , 它的冷卻方式采用自冷式。

 

五、并聯電抗器為何采用帶間隙的鐵芯？

（1）為獲得所需要的設計阻抗 , 使電抗器線圈能通過設計規定的電流來獲得設計容量。

 

（2）在規定的電壓范圍內 , 鐵芯不會飽和 , 保持阻抗穩定 , 獲得線性特性。

 

六、并聯電抗器與中性點電抗器在結構上有何區別？

（1）它們都是一個電感線圈 , 區別在于并聯電抗器的線圈為帶間隙的鐵芯 , 而中性點電抗器的線圈沒有鐵芯 ( 相當于消弧線圈 ) 。

 

（2）并聯電抗器有散熱器 , 中心點小電抗器沒有散熱器。

 

七、何為并聯電抗器的補償度？其值為多少？

并聯電抗器的容量。 QL 與空載長線路無功功率Qc 的比值Q L/Qc 稱為補償度。通常補償度選在60% 左右。

 

八、并聯電抗器的無功功率取決于什么？

并聯電抗器的無功功率取決于線路電壓。當線路電壓為額定電壓時 , 所對應的電抗器元功功率為銘牌標示的額定容量 ; 當線路電壓為**電壓時 , 所對應的無功功率將高于額定容量 , 并與電壓的平方成正比 , 即Q =KU2(K 為比例系數 )；當電路電壓低于額定電壓時 , 所對應的電抗器無功功率將低于額定容量。

 

九、什么是潛供電流 ? 潛供電流對重合閘有何影晌？如何防止？

當故障相 ( 線路 ) 自兩側切除后 , 非故障相 ( 線路 ) 與斷開相 ( 線路 ) 之間因存在電容耦合和電感耦合 , 繼續向故障相 ( 線路 ) 提供的電流稱為潛供電流。

 

當 C相發生單相接地故障時 , 線路兩側 C 相的斷路器跳開 , 這時故障 A D 處的短路電流被切斷 , 但非故障的其他兩相 A 、 B 仍處在工作狀態。由于各元件之間存在電容 C1, 所以 A 、B 兩相將通過電容 C1 向故障點 D 供給電容性電流 Ic1, 同時 , 由于各相 | 之間存在互感 M, 所以帶負荷電流的 A 、 B 兩相將對故障相感應一電勢 。該 l 互感電勢通過故障點及對地的電容 C 。形成回路 , 因此向故障點供一電感性電流 , 這兩部分電流分量的總和就叫做潛供電流。即 Iq=Ic1+Icd

 

潛供電流對滅弧產生影響, 由于此電流存在 , 將使短路時弧光通道去游離受到嚴重阻礙。另一方面 , 自動重合閘只有在故障點電弧熄滅且絕緣強度恢復以后才有可能成功 , 若制供電流值較大 , 會導致重合閘失敗。

 

為了保證重合閘有較高的重合成功率 , 一方面可采取減小潛供電流的措施 , 如對500kV中長線路上并聯電抗器的中性點加小電抗、短時在線路兩側投入快速單相接地開關等措施，另一方面可采用實測熄弧時間來整定重合閘時間。

 

十、線路并聯電抗器可否輕載運行？ 試比較它與主變壓器的運行。

線路并聯電抗器不能輕載運行。與變壓器比較 , 線路并聯電抗器的運行條件比較惡劣:

（1）并聯電抗器運行負荷長期穩定 , 接近滿負荷運行 , 條件比較惡劣 , 負載較重。

 

（2）并聯電抗器鐵芯有間隙 , 漏磁較多 , 振動較大 , 比較容易發生各種故障。

 

十一、中性點電抗器在什么情況下會有電流通過？

當系統接地、三相電壓不平衡、并聯電抗器三相參數不一致、電壓中含三次諧被時在中心點電抗器中會有電流流過。

 

十二、并聯電抗器接入線路的方式有幾種？

超高壓并聯電抗器 , 一般接成星形接線 , 并在其中性點經一小電抗器接地。并聯電抗器接人線路的方式主要有三種:

（1）通過斷路器、隔離開關將電抗器接入線路。這種接入方式投資大 , 但運行方式較靈活。在線路重載時 , 能方便地切除部分電抗器 , 以保證系統的電壓。

（2）通過隔離開關或直接將電抗器接入線路。采用這種接入方式 , 當電抗器故障或保護誤動時 , 會使線路隨之停電。在線路傳輸很大容量時 , 需要適量電抗器退出運行。只需將線路短時停電 , 方能將電抗器退出 , 這往往比較困難。

 

（3）將電抗器通過間隙接入線路。放電間歇應能耐受一定的工頻電壓 ( 一般為 1.35UN),它被一個開關 S 所并接。正常情況下 ,開關 S斷開 , 電抗器退出運行。當該處電壓達到間歇放電電壓時 , 開關 S 就立即動作 , 電抗器自動投入 , 工頻電壓隨即降至額定值以下。故該接入方式是比較好電間歇并聯 的接人方式。

 

十三、并聯電抗器的漏磁通是如何產生的？它對電抗器有何危害？

并聯電抗器中的磁通是由主磁通和漏磁通兩部分組成。主磁通通過鐵芯閉合 , 漏磁通通過空氣閉合。并聯電抗器的鐵芯芯柱中串有氣隙 , 氣隙的旁路效應產生的漏磁通是漏磁的主要部分 , 它分布的空間大 , 在電抗器本身及其外殼中產生渦流 , 這樣將使并聯電抗器渦流損耗增加 , 即鐵損增加 , 使并聯電抗器容易產生過熱以及局部過熱現象 , 同時在運行中容易發生振動。

 

十四、并聯電抗器鐵芯多點接地有何危害？如何判斷多點接地？

正常時并聯電抗器鐵芯只有有一點接地。如果鐵芯出現兩點及兩點以上的接地時 , 則鐵芯與地之間通過兩接地點會產生環流 , 引起鐵芯過熱。

判斷鐵芯是否出現兩點或多點接地的方法是 : 可將原接地點解開后測量鐵芯是否還有接地現象。

 

十五、對并聯電抗器正常運行有哪些規定？

（1）允許溫度和溫升。采用 A 級絕緣材料的并聯電抗器 , 其油箱上層油溫度一般不超過 85 ℃ , **不超過 95 ℃ ; 運行時的允許溫升為 : 繞組溫升不超過 65 ℃ , 上層油溫升不超過 55 ℃ , 鐵芯本體、油箱及結構件表面不超過 80 ℃。當上層溫度達到 85 ℃時報警 , l05 ℃時跳閘。

（2）允許電壓和電流。并聯電抗器運行時 , 一般按不超過銘牌規定的額定電壓和額定電流長期連續運行。運行電壓的允許變化范圍為 : 額定值的± 5%O 當運行電壓超過額定值時 , 在不超過允許溫升的條件下 , 并聯電抗器過電壓允許運行時間應遵守表 2-1 的規定 , 當運行電壓低于0.95UN 時 , 應考慮退出部分并聯電抗器運行 , 以保證系統的電壓水平。

 

500KV 并聯電抗器**允許過電壓時間表2-1

過電壓倍數(U/UN)	1.05	1.12	1.14	1.16	1.18	128	1.45	1.5
**允許時間	連續	60min	20min	10min	3min	20s	8s	6s

（3）直接并聯接在線路上的電抗器 , 線路與并聯電抗器必須同時運行 , 不允許線路脫離電抗器運行。

 

十六、運行中的并聯電抗器在什么情況下應退出運行？

（1）電抗器內部有強烈的**和嚴重的放電聲。

（2）釋壓裝置向外噴油或冒煙。

（3）電抗器著火。

（4）在正常情況下 , 電抗器的溫度不正常并不斷上升超過 105 ℃時。

（5）電抗器嚴重漏油使油位下降 , 并低于油位計的指示限度。