淺談限流電抗器對線路過電壓的影響

摘 要：近幾年來國內電力系統的容量一直在不斷變大，電力系統中的電氣聯系也更為緊密，導致系統內形成的短路電流越來越大，因此電力系統的故障問題越來越多，在這種趨勢下，大量的電力企業開始使用電抗器對短路電流進行限制。本文主要針對于220KV電網中限流電抗器對于線路過電壓的影響進行了分析，同時得出了相應的結論。

關鍵詞：電網 限流電抗器 過電壓 影響

目前很多電力企業開始認識到限流的重要性。現階段而言，在全世界范圍內針對于短路電流的限制主要是從限流設備開始著手的。國內近幾年由于超高壓電網的不斷增多，越來越多的電力企業開始應用阻流電抗器進行短路電流的限制，在發生故障的時候，對于限流電抗器而言，其會和電力系統里面的其他保護措施一起進行作用，而這個作用將會影響到線路的過電壓。目前在國內很多的500KV電網里面已經成功的運用了限流電抗器，同時效果非常不錯，但是目前國內針對于220KV電網中限流電抗器的應用情況并不是很多，因此本文對220KV電網中限流電抗器的應用情況進行了分析，主要研究限流電抗器針對于220KV電網里面線路過電壓會造成怎樣的影像。

一、研究對象

本文以某220KV發電廠為例，研究限流電抗器針對于220KV電網里面線路過電壓所造成的影響，發電廠與變電站的輸變網絡圖如下所示，其中母線電壓從發電廠到A變始端是236.2KV，末端是236.1KV，從A變到B變始端是236.1KV，末端是237.1KV。另外潮流方向為：發電廠到A變，B變到A變。

如上圖所示，對于發電廠的出線側所連接的那部分而言，其屬于電抗器裝置，同時系統里面所使用的是一個額定電壓大小是252KV的斷路器，下面開始分析限流電抗器針對于220KV電網線路過電壓所造成的影響。

二、對工頻過電壓所造成的影響分析

首先需要對電網工頻過電壓的條件進行確定，這里所選擇的條件是正常送電條件下三相甩負荷與線路一側存在單相接地故障狀態下靠近故障點側斷路器三相跳閘甩負荷，通過EMTPE軟件的計算，得出220KV線路甩負荷工頻過電壓值（以下過電壓單位都是p.u.）：

（1）第一種線路是發電廠到A變，首先如果故障側是A變時，沒有串聯電抗器的話，那么無故障時工頻過電壓是0.94，單相接地故障時是1.15，串聯電抗器的話，那么無故障時是0.96，有故障時是1.02；其次如果故障側是發電廠側時，沒有串聯電抗器的話，那么無故障時是0.94，有故障時是1.15，串聯電抗器的話，那么無故障時是0.93，有故障時是1.00。

（2）第二種線路是A變到B變，首先如果故障側是A變時，沒有串聯電抗器的話，那么無故障時是0.94，有故障時是1.27，串聯電抗器的話，那么無故障時是0.94，有故障時是1.26；其次如果故障側是B變時，沒有串聯電抗器的話，那么無故障時0.93，有故障時是1.28，串聯電抗器的話，那么無故障時是0.92，有故障時是1.26。

通過上面的計算結果能夠得出：對于電抗器而言，其是安裝于發電廠到A變線路上面的發電廠側，而對于A變到B變的線路而言，其為下一級研究線路，所以對于工頻過電壓而言，可以說是基本不會受影響于串聯的電抗器。而對于發電廠到A變的線路而言，因為安裝了電抗器，所以提升了電源的等值阻抗大小，所以對于發電廠側而言，沒有故障的時候工頻過電壓大小是比沒有電抗器的情況下大的；但是發電廠側甩負荷的時候，對于電抗器而言，其基本不會影響到從發電廠到A變這條輸電線路上面的工頻過電壓大小；除此之外因為整個線路整體來說不是很長，使得有故障的時候的接地系數大小被減小了，所以串聯電抗器的情況下工頻過電壓的大小是會大于沒有串聯電抗器的情況的。

三、對合閘操作過電壓所造成的影響分析

對于空載狀態的電路，在對其進行合閘操作之前，首先針對于饋電側母線的電壓大小進行調整，讓其能夠實現最大值，這樣能夠確保研究條件的嚴謹。按照相關的規定，對于220KV或者是更小的電壓等級系統而言，在進行操作的時候，電壓值的大小最好保持在3.0p.u.以內。而對于線路斷路器三相合閘來說，其所具有的分散性需要我們根據標準的正態分布來進行考慮。對于合閘操作而言，經過統計一共操作了一百次。對于合空閑操作過電壓而言，其計算結果如下：

（1）第一種情況下，操作地點所選擇的是發電廠，沒有串聯電抗器時，合空線過電壓大小是1.530，單相重合閘過電壓大小是1.215；串聯了電抗器的時候，合空線過電壓大小是1.736，單相重合閘過電壓大小是1.312。

（2）第二種情況下，操作地點所選擇的是A變，沒有串聯電抗器時，合空線過電壓大小是1.570，單相重合閘過電壓大小是1.375；串聯了電抗器的時候，合空線過電壓大小是1.803，單相重合閘過電壓大小是1.438。

通過計算結果能夠看出，不管是從發電廠側或者是A變側進行合閘，所得出的過電壓大小都是串聯電抗器的時候要大一些。

總 結

通過對工頻過電壓所造成的影響分析以及對合閘操作過電壓所造成的影響分析，能夠得出以下結論：（1）因為電抗器是安裝于發電廠到A變線路的發電廠側，而對于A變到B變線路而言，其為下一級研究對象，對于其工頻過電壓基本不會受影響于串聯的電抗器。（2）安裝限流電抗器之后，發電廠側沒有故障的時候，其工頻過電壓的大小會變大，可是在出現單相故障的時候，工頻過電壓就會變低，而對于合閘操作過電壓而言，其會增大。

參考文獻

[1] 楊書英，李昌陵，劉芳，朱明明，李長久.鐵磁諧振過電壓干擾下單相可控電抗器的諧波抑制方法[J].高壓電器，2018，54（10）：157-163.

[2] 賴俊駒，聶洪巖，歐樹華，王永紅，朱匯文.測量電容對干式空心電抗器開斷過電壓的影響[J].變壓器，2018，55（05）：26-32.

[3] 車傳強，劉利強，王亞杰，呂超，王瓊.干式空心電抗器匝間絕緣試驗[J].電力電容器與無功補償，2017，38（06）：75-79.

[4] 李大雷.真空斷路器投切電抗器過電壓分析[J].電子測試，2017（14）：86+91.

作者簡介：謝嘉杰（1996—），男，漢族，籍貫：廣東肇慶，職稱：工程師，研究方向 ：電氣工程及其自動化。作者單位：韓山師范學院