本文結(jié)合750KV超高壓輸電線路，對并聯(lián)電抗器在輸電線路中的應(yīng)用進(jìn)行分析，首先概述了并聯(lián)電抗器，筲逑了750kV超高壓輸電線路的主要特征，對并聯(lián)電抗器在750kV超高壓輸電線路中的應(yīng)甩進(jìn)行了擬討分析。

一、并聯(lián)電抗器的概述

并聯(lián)電抗器一般接在超高壓輸電線的末端和地之間，起無功補(bǔ)償作用。并聯(lián)電抗器繞組接線原理為上下兩路并聯(lián)的內(nèi)屏-連續(xù)式繞組，用絕緣加強(qiáng)的電解銅換位導(dǎo)線繞制，上下兩支路并聯(lián)，每支路首端十?dāng)?shù)段為插入電屏的絕緣加強(qiáng)段，其余為連續(xù)段。超高壓并聯(lián)電抗器內(nèi)部結(jié)構(gòu)般有芯式結(jié)構(gòu)和殼式結(jié)構(gòu)。芯式結(jié)構(gòu)具有損耗低、振動小，不易發(fā)生局部過熱的特點(diǎn)。殼式結(jié)構(gòu)常用的蝴蝶形層式線圈繞制工藝較復(fù)雜，而且套管等部件的國內(nèi)制造質(zhì)量難以保證，因此在國內(nèi)超高壓輸電線路中均采用芯式結(jié)構(gòu)高抗。芯式高抗結(jié)構(gòu)為：中間立鐵芯餅摞成的鐵芯柱鐵芯柱外套芯柱地屏、絕緣、繞組和圍屏，旁軛外圍旁軛地屏和圍屏;在繞組兩端設(shè)置器身磁屏蔽，在前后側(cè)箱壁上設(shè)置箱壁磁屏蔽，從而在器身兩側(cè)由器身磁屏蔽和箱壁磁屏蔽構(gòu)成完整的漏磁回路，屏蔽漏磁。

二、750k∨超高壓輸電線路的主要特征分析

750kV超高壓輸電線路具有輸電距離長、電壓等級高、線路充電功率大等特征。具體表現(xiàn)為：(1)空載長線容升效應(yīng)。在750kV超高壓輸電線路中由于輸電線路中的電阻、電抗、電導(dǎo)和電納是沿線路長度均勻分布的，一條空載長線可看作由無數(shù)個串聯(lián)的L，C回路構(gòu)成，在工頻電壓作用下，線路的總?cè)菘挂话氵h(yuǎn)大于導(dǎo)線的感抗，因此線路各點(diǎn)的電壓均高于線路首端電壓，而且愈往線路末端電壓愈高對于空載超高壓輸電線路來說，輸電線路的末端電壓會高于首端電壓。為使末端電壓值保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，需要在線路的適當(dāng)位置并聯(lián)高壓電抗器來改善線路的電壓分布，限制空載容升。(2)單相接地時的潛供電流。我國超高壓輸電線路一般都采用單相重合閘，以提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定水平，另外單相重合閘的過電壓也比三相重合閘低得多。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時，故障相端斷路器跳閘后，其他兩相仍在運(yùn)行了，且保持工作電壓。由于相間電容C12和相間互感的作用 故障點(diǎn)仍流過一定的電流1，即為潛組成分別為電容分量和電感分量，其中電容分量起主要作用。當(dāng)潛供電流熄滅后，同樣由于相間電容和互感的作用，在原弧道間出現(xiàn)恢復(fù)電壓這就增加了故障點(diǎn)自動息弧的困難，以至單相重合閘失敗。為了限制潛供電流及其恢復(fù)電壓，利用加裝高壓并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)電抗的方法能夠減小潛供電流和恢復(fù)電壓。(3)超高壓輸電線路的充電功率。對于超高壓輸電線路來說，電阻主要影響線路的功率損耗。電導(dǎo)代表絕緣子的泄漏電流，它和電暈損耗也影響功率損耗，泄漏與電暈損耗與電阻功率損耗相比，通常要小得多。因此一般不計輸電線路的電暈功率損耗和絕緣子的泄漏功率損耗，由于在輸電線路中消耗在線路電阻上的有功損耗與輸電線路上電流的平方成正比，與電阻值成正比。傳輸功率一定時，輸電線路上流過的電流與電壓成反比，在隨著電壓等級的升高時，消耗在輸電線路電阻上的損耗會顯著減小，而輸電線路中隨著電壓等級的升高消耗在線路的電容上的充電功率或電納上的無功功率卻增加很快，超高壓輸電線路的線間電容和線對地電容與電容器板間建立的電容是類似的，線路電容在交流電壓的作用下使線路產(chǎn)生交流充電和放電電流，隨之消耗一定的無功功率。

三、并聯(lián)電抗器在750kV超高壓輸電線路中的應(yīng)用分析

1、降低工頻電壓升高數(shù)值。

750KV超高壓輸電線路一般距離較長，可達(dá)數(shù)百公里。由于線路采用分裂導(dǎo)線，線路的相間和對地電容均很大，在線路帶電的狀態(tài)下，線路相間和對地電容中產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的容性無功功率，且與線路的長度成正比，大容量容性功率通過系統(tǒng)感性元件(發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路)時，末端電壓將要升高。在 系統(tǒng)為小運(yùn)行方式時，尤其在線路空載或輕載時，電壓升高尤其嚴(yán)重，形成嚴(yán)重的工頻過電壓。在線路上由并聯(lián)電抗器來吸收多余的容性無功功率，消弱電容效應(yīng)改善沿途電壓分布，使各處電壓都等于或接近額定值。

2、有利于單相重合閘。

為了提高運(yùn)行可靠性，超高壓電網(wǎng)中常采用單相自動重合閘，即當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時，立即斷開該線路，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(電源中性點(diǎn)接地)將經(jīng)這些電容和電感向故障點(diǎn)繼續(xù)提供電弧電流(即潛供電流)，使故障處電弧難以熄滅。如果線路上并聯(lián)三相Y形接線的電抗器，且Y形接線的中性點(diǎn)經(jīng)小電抗器接地，就可以限制和消除單相接地處的潛供電流，使電弧熄滅，有利于重合閘成功。這時的小電抗器相當(dāng)于消弧線圈。

3、降低操作過電壓。

操作過電壓產(chǎn)生于斷路器的分、合閘操作當(dāng)系統(tǒng)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(xiàn)操作過電壓，它往往是在工頻電壓升高的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的，如甩負(fù)荷、單相接地等均要產(chǎn)生工頻電壓升高，當(dāng)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(tǒng)操作過電壓，工頻電壓升高與操作過電壓疊加，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(lián)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(dāng)開斷帶有并聯(lián)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入大地，使斷路器斷口上的恢復(fù)電壓由零緩慢上升，大大降低了斷路器斷口發(fā)生重燃的可能性，因此也降低了操作過電壓。

4、補(bǔ)償輸電線路的充電功率。

輸電線路的充電功率與輸電壓的平方和輸電線路的電納成正比。對于超高壓輸電線路，由于輸電電壓等級高，分布電容引起的線路電納大，造成輸電線路的充電功率非常大，通過并聯(lián)電抗器消耗掉部分容性充電功率，使系統(tǒng)的凈無功功率電抗消耗的無功與電容產(chǎn)生的無功差減小，可以提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。

5、防止同步發(fā)電機(jī)自勵磁。

當(dāng)線路空載或輕載時，長線的分布電容使發(fā)電廠的同步發(fā)電機(jī)帶上容性負(fù)載，這時田發(fā)電機(jī)的電壓將自發(fā)地建立而不與勵磁電流相對應(yīng)一這稱為發(fā)電機(jī)自勵磁。由此引起的工頻電壓升高可能使系統(tǒng)電壓達(dá)到額定電壓的1.5-2倍以上，這不僅使合閘操作或零起升壓成為不可能，而且這種長期過電壓將危及用電設(shè)備。并聯(lián)電抗器能大量吸收空載長線路上的容性無功功率，破壞發(fā)電機(jī)自勵磁條件。

結(jié)束語

綜上所述，并聯(lián)電抗器在750kV超高壓輸電線路中的應(yīng)用，是由超高壓輸電線路的特征所決定，其對超高壓輸電線路的無功限制和維持系統(tǒng)的穩(wěn)定具有極其重要的作用。在750kV輸電線路末端的并聯(lián)電抗器，能夠補(bǔ)償過高的容性充電功率，從而限制空載容升，使過電壓限制在設(shè)備所允許的范圍之內(nèi)。

( 馮驍 國網(wǎng)冀北檢修公司 北京102446 )

(武曉楠中煤天津設(shè)計工程有限責(zé)任公司天津300131 )

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