500kV縱江—寶安線路串聯(lián)電抗器的作用與維護

韓國邦

摘 要：隨著南方電網(wǎng)網(wǎng)架的迅猛發(fā)展，用電需求的持續(xù)增長，一些發(fā)達地區(qū)的電力負荷日趨增大，而且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展也越來越復雜，線路距離短時，其短路電流水平超標的風險越來越突出，給電網(wǎng)的安全可靠運行帶來極大風險，而加裝限流電抗器來降低電網(wǎng)短路電流水平的方式則成為了最有效、最便捷、最經(jīng)濟的解決該問題的方式。該文簡要介紹了500kV縱江—寶安線路串聯(lián)電抗器的應用概況，說明限制500 kV系統(tǒng)的短路電流水平的必要性，介紹限流電抗器結(jié)構(gòu)和如何對500kV大限流電抗器進行維護及注意事項。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)電抗器 限制 短路電流 維護

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0096-02隨著南方電網(wǎng)網(wǎng)架的迅猛發(fā)展，用電需求的持續(xù)增長，一些發(fā)達地區(qū)的電力負荷日趨增大，而且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展也越來越復雜，線路距離短時，其短路電流水平超標的風險越來越突出，給電網(wǎng)的安全可靠運行帶來極大風險，而加裝限流電抗器來降低電網(wǎng)短路電流水平的方式則成為了最有效、最便捷、最經(jīng)濟的解決該問題的方式。500 kV縱江—寶安線路只有17.444 kM，線路長度短，需要加裝串聯(lián)電抗器工程12臺500 kV限流電抗器，電流4000 A，電抗21Ω，容量336 Mvar。是目前世界上運行容量最大、電壓等級最高的干式空心交流電抗器設備。這樣可以保障廣東東南片區(qū)電網(wǎng)的安全可靠運行，增強系統(tǒng)抵御運行風險的能力，降低電網(wǎng)短時電流水平。

1 短路電流超標原因及限制措施

500 kV電網(wǎng)等值零序阻抗大于正序阻抗是500 kV母線的三相短路電流大于單相短路電流的原因。從理論上分析，影響因素為：（1）系統(tǒng)主要500 kV電源點離負荷中心變電站距離較遠，因此近似認為500 kV電網(wǎng)正序組抗與負序組抗相等，三相與單相短路電流大小主要取決于正序與零序阻抗的大小；（2）系統(tǒng)500 kV線路平均長度較短，并聯(lián)條數(shù)多，主變壓器零序阻抗遠大于線路零序阻抗，因此500 kV電網(wǎng)短路電流大小主要取決于500 kV線路；（3）線路零序阻抗均大于其正序阻抗，一般取正序阻抗的3倍，因此，從500 kV母線往外看，其500 kV電網(wǎng)的正序等值阻抗小于零序等值阻抗。

限制短路電流的措施有：發(fā)展高一級電網(wǎng)，低壓電網(wǎng)分片或?qū)⒛妇€分列、分段運行，甚至將電網(wǎng)解列；采用高阻抗變壓器； 更換斷路器，對現(xiàn)有變電站增容改造；采用串聯(lián)電抗器。根據(jù)華東電網(wǎng)的實際情況和各種措施的費用及效果，在電網(wǎng)的合適地點安裝串聯(lián)電抗器是較為現(xiàn)實的措施。限制短路電流的益處是多方面的。

（1）直接減輕斷路器的開斷負擔，有助于減少維修并延長壽命；

（2）限制流過重要電氣設備的短路電流，避免設備損壞；

（3）減少線路電壓損耗和發(fā)電機失步概率；

（4）減少故障時超高壓輸電網(wǎng)附近的電磁污染。

現(xiàn)在500 kV縱江—寶安線路采用加裝串聯(lián)電抗器這種技術(shù)措施，可以有效地抑制系統(tǒng)的短路電流。目前500 kV大限流電抗器運行情況良好。

2 限流電抗器結(jié)構(gòu)介紹

500 kV母線串聯(lián)限流電抗器，額定電感2x33.4 mH，額定電流4000 A，因為容量相當大，所以造成電抗器本體尺寸比常規(guī)電抗器尺寸要大出很多。為了盡最大可能減小設備的尺寸和重量，降低運輸難度，因此設計為兩臺串聯(lián)使用，電抗器采用耐熱性能高的絕緣材料，以提高設備可靠性及熱備用。干式空心電抗器在運行中，不可避免的在其附近產(chǎn)生漏磁場。尤其是大容量的電抗器，在其附近會產(chǎn)生很大的漏磁場，使得電抗器附近的金屬物感應出較大的渦流損耗，尤其對鐵磁物質(zhì)，其感應的渦流損耗造成的溫度，常常達到不能允許的程度。因此，在設計大容量干式空心電抗器時，禁忌使用鐵磁物質(zhì)作為電抗器的任何部件。對于電抗器支撐部位，必須選用與磁力線垂直的大截面時，一般選用無磁鋼材料，這樣，不僅何以保證電抗器的整體機械強度，還可以大大降低由交變磁場產(chǎn)生的渦流損耗。由于系統(tǒng)電壓較高，根據(jù)經(jīng)驗，當電抗器運行于戶外時，為提高電抗器本體絕緣性能，保證線圈使用壽命，減少局布放電發(fā)生，需要加裝防雨裝置。

3 維護注意事項

3.1 正常巡視（不停電）的項目和要求

巡視一般要求：

（1）對產(chǎn)品進行目測，檢查產(chǎn)品是否完整，重點檢查均壓件有無明顯松脫或掉落）。

（2）檢查線圈表面油漆有無脫落，有無變色、起泡、掉漆，設備表面應清潔，標志清晰、完善。

（3）檢查絕緣子表面有無顏色異常焦黑、裂紋、閃絡。

（4）查看鋼構(gòu)件和底架生銹腐蝕情況，各法蘭處緊固螺絲緊固情況。

（5）檢查設備上是否有異物。

（6）查看是否從電抗器內(nèi)部發(fā)出異常的聲響，電抗器噪音A計權(quán)聲壓值應小于62.4 dB（A）。查看電抗器內(nèi)部是否有燒焦的氣味或痕跡。

（7）引線接觸良好，接頭無過熱，各連接引線無發(fā)熱、變色。各個部位溫升的限值如表1，表1為電抗器運行在額定電流下的溫升限值，實際溫升應根據(jù)現(xiàn)場運行狀態(tài)進行檢測。

（8）裸露在外的接線端子應無過熱情況。每月對外露導電接觸面進行一次紅外測溫。

（9）接地可靠，周邊金屬物無異常發(fā)熱現(xiàn)象。

（10）場地清潔無雜物，無雜草。

3.2 停電維護及試驗項目與周期

見表2。

3.3 發(fā)生線路短路故障時注意事項

每次發(fā)生短路故障后，電抗器受到短路電流的作用，要檢查電抗器是否有位移，支撐絕緣子是否松動扭傷，檢查絕緣瓷頂部和底部金屬澆注部位有無松脫或開裂，引線有無彎曲，絕緣子底座的接地線應完整，絕緣支柱有無破碎，有無放電聲及燒焦氣味。

4 結(jié)語

串聯(lián)電抗器投運至今，已經(jīng)安全穩(wěn)定運行了一年左右。在500 kV縱江—寶安線路加裝電抗，可將該線路短路電流控制在50 kA以下，對降低500 kV縱江站短路電流也有比較明顯的效果，以此增加廣東電網(wǎng)運行方式的靈活性，同時也為今后串聯(lián)電抗器在廣東電網(wǎng)的推廣應用積累經(jīng)驗。

參考文獻

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