平波电抗器的设计
800kv干式平波电抗器概述
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(2)防止直流低负荷时电流断续平波电抗器电感值的计算。
通常防止直流电流断续对于平波电抗器参数设计不起决定作用,根据最小电流值计算平 波电抗器的电感,最小电流值一般为额定直流电流的10%,约为电流不发生断续的临界 电流值的两倍。对于十二脉动换流器,保证小电流时电流连续性要求的电感为:
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2：平波电抗器的主要作用
双极直流输电系统构成图
（1）高压直流输电优缺点
• • 高压直流输电相对于交流输电其优势体现在以下几个方面： 1）特别适合远距离、大容量送电。对于大容量远距离输电,稳定性问题成为了 交流输电的制约因素。通常采用串联补偿、静止补偿等措施来提高系统的稳 定性,这将大大增加交流输电的成本。而高压直流输电不存在相位差,没有交流 输电的稳定性问题,其传输容量和距离不受同步运行稳定极限限制。当输电距 离超过600~900km时采用高压直流输电比交流输电更为经济。 • 2）输送功率的大小和方向可以快速的进行调节,提高交流系统的稳定性。高压 直流输电换流器采用快速可控的功率器件晶闹管,可以快速实现功率的增减和 功率双向传送,在交流系统发生故障或者扰动时,利用直流输电的快速调节,来提 高交流系统的稳定性 • 3）高压直流输电不会增加电力系统的短路容量,避免更换大量的设备和增加投 资,且运行不受电网稳定极限限制 • 4）可以实现不同频率电网联网或者相同频率电网之间的非同步联网。 • 5）节省线路走廊。 • 高压直流输电相对于交流输电也有些不足之处,体现在: • 1）换流器价格高昂。 • 2）直流输电运行会产生谐波,并且换流装置消耗大量的无功功率,高压直流输 电需要增加大量交直流滤波和无功补偿装置。 • 3）保护控制系统复杂。 • 4）传统直流输电需要交流电网提供换向电压,当交流系统较弱时,直流系统运 行可能会出现一系列问题。 2019/2/14
城市轨道交通车辆技术《TXP13型平波电抗器》
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TP13型平波电抗器 绕
1铁芯：由硅钢片叠成，这种硅钢片为晶粒无取向冷轧硅 钢片，外表有涂层，但不是很牢固。铁芯截面为8级， 近似为圆形。芯柱的中间局部做成分段，段间有气隙垫 块。铁轭做成矩形，上下铁轭和分段铁芯之间用不锈钢 制的接螺杆巩固。
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TP13型平波电抗器
TP13型平波电抗器 平波电抗器的作用
平波电抗器是串接在牵引电动机回路中的电感装置， 可用来减小整流电流的脉动，以改善牵引电动机 的换向和限制过高的温升。
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TP13型平波电抗器 SS9改进型电力机车采用的是TP13型平波电抗器，
每台车有2台平波电抗器，每台有3个电感组。每 台电动机与1个电抗绕组串联，回此平波电抗器流 过的电流是1台牵引电机电流。
平波电抗器绕组采用连续式，每个绕给匝数为 136匝，用换位导线绕制。
平波电抗器组装后进行整体浸漆处理。
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内容总结
平波电抗器的作用。TP13型平波电抗器。SS9改进型电力机车采用的是TP13型平波电 抗器，每台车有2台平波电抗器，每台有3个电感组。每台电动机与1个电抗绕组串联， 回此平波电抗器流过的电流是1台牵引电机电流。1铁芯：由硅钢片叠成，这种硅钢片为 晶粒无取向冷轧硅钢片，外表有涂层，但不是很牢固。铁芯截面为8级，近似为圆形。 气隙越大，绕行磁通越多，绕行磁通垂直穿过硅钢片边缘时，会产生较大的涡流损耗和 噪声
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第四部分 平波电抗器
国网运行有限公司培训教材第一分册变压器类设备第四部分平波电抗器目录1.平波电抗器概述 (3)2.基本结构 (3)2.1本体 (6)2.2套管 (7)2.3冷却系统 (11)2.4主要附件 (14)3、基本原理及分类 (19)3.1基本原理 (19)3.2分类 (19)3.3额定参数及铭牌 (19)4.运行维护 (21)4.1运行方式 (21)4.2运行规定 (22)4.3停、送电操作 (24)4.4巡回检查 (24)4.5日常维护 (25)5.控制保护 (25)5.1概述 (25)5.2冷却器控制 (26)5.3非电气量保护 (26)6.试验与检修 (27)6.1型式试验 (27)6.3预防性试验 (38)6.4日常维护项目 (45)6.5特殊性检修项目 (46)7常用接线图 (56)8附录： (57)1.平波电抗器概述平波电抗器是换流站直流系统中一个重要的组成部件，站内使用的平波电抗器在结构上内部线圈采用两芯柱型式并联结构，每一芯柱流过的电流为总电流的一半。
平波电抗器具有以下作用；1)限制故障电流的上升速率；2)防止直流低负荷时直流电流的间断；3)平抑直流电流的波纹；4)与直流滤波器组成滤波网，滤掉部分谐波。
2.基本结构平抗外观图及部件列表见图2.1和表2.1，按照结构特点，可将平抗分为以下几个部分1)本体2)套管3)油箱及冷却装置。
4)气体继电器、油枕、在线监测装置等表2.1 设备编号对照表2.1本体平抗的本体主要由：铁芯、绕组、绝缘材料、引线等构成，内部结构见下图2.2、图2.3。
图2.2 平抗本体内部结构（铁芯、绕组）图2.3 绕组引出线2.2 套管平抗套管将内部高、低压引线引到油箱外部，不但作为引线对地绝缘，而且担负着固定引线地作用，套管是平抗载流元件之一，在运行中，长期通过负载直流电流，当发生短路故障时可以承受短路电流，因此，平抗套管需满足以下技术要求：(1) 必须具有规定地电气强度和足够地机械强度。
±800kV特高压直流工程干式平波电抗器关键技术
第３０卷第７期２ ０ １ ２年７月水 电 能 源 科 学Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．７Ｊｕｌ．２ ０ １ ２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０７－０１５９－０４±８００ｋＶ特高压直流工程干式平波电抗器关键技术分析罗玉金（南方电网超高压输电公司，广东广州５１０６３０）摘要：特高压直流是我国进行远距离、大规模电能传输的重要技术手段，平波电抗器为其中的一项重要设备。
介绍了特高压直流输电系统平波电抗器绝缘控制、温升控制、噪音控制、防电晕控制措施及并联避雷器控制等关键技术，并对电抗器的运行维护工作提出了合理化建议。
关键词：特高压直流工程；平波电抗器；关键技术；分析中图分类号：ＴＭ４７８文献标志码：Ｂ收稿日期：２０１２－０４－０９，修回日期：２０１２－０６－０３作者简介：罗玉金（１９７３－），男，工程师，研究方向为高压直流输电系统维护管理，Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｓｑｌｙｊ＠１２６．ｃｏｍ 特高压直流输电作为一种大容量、远距离输电技术，在我国省间、区域间联网工程中的应用日益广泛［１～３］。
目前，我国±８００ｋＶ特高压云广直流工程和±８００ｋＶ特高压向上直流工程已正式投入运行，而±８００ｋＶ糯扎渡直流工程和±８００ｋＶ锦屏直流工程正在建设中，同时±１ ０００ｋＶ特高压直流输电的可行性论证也已展开，并可能成为我国未来大区域电网互联的手段之一［４，５］。
在特高压直流输电工程中，直流平波电抗器为一个重要的设备，其主要作用是将换流阀出口处叠加在直流电流上的交流分量限定在某范围内，并与直流场滤波器等共同形成滤波网络，以减少和降低直流线路上的纹波、最大限度地降低对沿线的电磁干扰［６］。
为此，本文介绍了与平波电抗器设计和制造方面相关的关键技术，并对运行维护工作提出了合理化建议，以期为高压直流输电系统平波电抗器的设计和运行维护提供参考。
±800kV高压直流输电用干式平波电抗器的研发
王清璞等 ： ０ Ｖ高压直流输 电用 Ｔ式平波 电抗器的研发 ±８０ｋ
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抗 器 势 在 必 行 。对 于 ４ ０ Ｖ 干 式 平 波 电抗 器 ， － ０ｋ ８ 目前
国 内外 厂 家 都 没 有 生 产 制 造 的经 验 ， 处 在 研 制 开 发 都
阶 段 。保 定 天 威 保 变 电 气 股 份 有 限 公 司 在 ４８ ０ ｋ 干 －０ Ｖ
的数 学方 程 式 如 下 ： （ ＋ ｔ Ｉ） ｌ ｊｏ ２１ ｊ Ｍｌ ３ Ｒｌ ｊｏ Ｊ Ｉ ＋ ｔＭｌ ＋ ｔ ３ ＋… ＋ ｔＭｌ ＝Ｕ Ｌ ， ｏ １ ｊｏ ｌ （ ｌｌ Ｒ ＋ ｔＬ２ ， ＋ ｔＭ２ ３ Ｉ Ｉ ＋（ ２ ｊｏ ２）１ ｊ ） ｏ ３ ＋… ＋ ｔＭ２ ｓ １ ｊｏ ＝Ｕ Ｉ
维普资讯
２０ ０ ６年 １ ２月 第 ７卷 第 １ ２期
电 力 设
备
Ｄｅ ． ０ ｃ ２ ０６
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Ｖ０． １７ Ｎ０． ２ １
± Ｖ 高压直流输电用干式平波电 ８ ｋ ０ ０ 抗器的 发 研
如表 １ 示 。 所
１ ＋ ０ ｖ千式平波 电抗器 的研发 内容 ８ ０ｋ
１ １ 等值 电阻和等值 电抗的解析计算 ．
干 式 平 波 电抗 器 绕 组 采 用 多 层 圆 筒 式 并 联 结 构 ， 层 与 层 之 间 有 散 热 气 道 。每 层 绕 组 有 自感
5.5 平波电抗器
干式套管
油气式套管
GGF油气式套管型套管套管
GOF型套管与本体油之间直接连通，用于平抗出线套管
温度传感器
气体继电器外观图
油枕
平抗冷却器外观图
2、平波电抗器型式 平波电抗器的类型：干式；油浸式。
干式平波电抗器在奉贤换流站
高4.3米，直径4.95米，重达70吨，加 上隔声罩等附件后直径达到5.32米，总重 量达到72吨。其支撑部分采用12柱12米高 瓷质绝缘子竖直支撑，每柱绝缘子由六节 2米高绝缘子组成 。
干式平波电抗器的优点： 1. 对地绝缘简单； 2. 无油并消除火灾危险
油浸式平波电抗器具有的主要优点： 1. 油浸式平波电抗器由于有铁芯，
和环境影响
3. 潮流反转时无临界介 质场强；
因此要增加单台电感量很容易；
2. 油浸式平波电抗器的油纸绝缘系 统很成熟，运行也很可靠；
4. 负荷电流与磁链成线
性关系； 5. 暂态过电压较低； 6. 可听噪声低； 7. 质量轻，易于运输、 处理； 8. 运行、维护费用低。
3. 油浸式平波电抗器安装在地面，
因此重心低，抗震性能好； 4. 油浸式平波电抗器采用干式套管
穿入阀厅，取代了水平穿墙套管，
解决了水平穿墙套管的不均匀湿闪 问题。
五、平波电抗器选择
① 直流负荷不是很大时，一般选择空气绝缘干式电抗器； ② 直流电荷较大时，选用油浸绝缘平波电抗器较好，因为 在这种条件下成本一般较低 ③ 在电感量相同的情况下： 油浸绝缘平波电抗器的设备费用大概时干式 的两倍多，而且油浸式电抗器的冷却系统（如油泵、 风扇）还需要辅助电源。 但是对于所要求的电感量，如果采用两台干式 电抗器才能满足要求，则选用干式电抗器的总费用 几乎和选用一台油浸式电抗器的费用相当。
大功率电流源型整流器平波电抗器的设计
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平波电抗器的设计
平波电抗器1 引言高压直流（High Voltage DirectCurrent，HVDC）换流站采用半控型的晶闸管器件，利用相控进行交—直和直—交两种变换，将产生大量的高次谐波。
目前HVDC换流装置一般采用12脉动换流桥，在换流站的交流侧将产生12n±1次电流特征谐波，n为自然数；在直流侧则产生12n次电压特征谐波。
各种各样的不对称（如不等间隔的触发脉冲、母线电压不对称、相间换相电抗的不对称及变压器励磁电流）将产生少量额外的非特征谐波。
换流站交流侧的谐波电流进入交流系统后，将使系统电压波形发生畸变并造成不良影响和危害。
换流站直流侧的谐波电压将在直流线路上分布谐波电压和电流，使邻近的通信线路受到干扰。
滤波装置可抑制上述谐波。
HVDC采用的滤波装置数量多、电压等级高、等效容量大，且一般为户外式。
滤波装置在换流站的投资和占地面积中均占有相当大的比重。
其中，滤波装置费用大约占HVDC总体投资的10%~15%[1]。
典型的HVDC拓扑结构如图1所示。
整流站与逆变站一般具有对称结构。
在HVDC系统直流侧首先采用平波电抗器减小直流线路中电压和电流的谐波分量；但仅靠平波电抗器的作用还不能满足谐波治理的要求，还需另外装设滤波器。
传统HVDC主要装设的是针对特征谐波的无源滤波器（Passive Filter，PF）。
2 直流侧滤波装置性能评估标准HVDC采用架空输电线时，通信干扰是很严重的问题。
由于电力线路和通信线路的相对传输功率水平相差悬殊，且HVDC特征谐波频带与普通线路通话频带重合，因此对通话清晰度有明显干扰。
谐波对换流站其他装置的安全运行也有严重危害。
现在各国HVDC输电工程主要根据通信干扰程度评估线路谐波水平，常采用等效干扰电流Ieq指标。
Ieq是与直流输电线上的各次谐波电流等效的单一频率（800Hz或1000Hz）电流，其产生的干扰可等效为各次谐波电流所产生的干扰，它由整流站和逆变站谐波电流共同产生，在整流站和逆变站出站处取得最大值，其定义式为式中 m为考虑的最高次谐波次数，对于HVDC系统通常取值为100；In为第n次谐波电流的有效值；h n 为第n次谐波的耦合系数；Pn为频率的加权系数。
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平波电抗器的设计
平波电抗器是一种应用在整流电路的电器设备，它是由带气隙的铁芯和线圈组成，由通过电抗器绕组的电流较大，使铁芯磁化产生磁饱和，导致电抗器的电感值下降；为减提高铁芯的磁饱和点，所以在磁路中设有气隙。
气隙的合理设计才能保证电抗器电感的合理性，由于气隙的磁化特性基本上是线性的，所以铁芯电抗器的电感将不取决于外在电压或电流，而是取决于自身绕组匝数及绕组和铁芯的气隙尺寸。
计算方法
一.已知参数
1.整流电路的种类
2.额定整流电压Vd (V/伏特)
3.额定整流电流Id (A/安培)
4.电感器的电感L (H/亨利)
二.计算程序
1.铁芯截面积确定Sc （cm^2）
cm^2
2.绕组匝数的确定N
N=K*L*Id*10^8/(Bm*Sc)
K---系数，与速流电路种类有关
Bm---初选直流磁感应强度(高斯)，与整流线路有关
系数K与Bm参数列表
整流电路单相全波
单相桥式
三相半波
三相桥式，带平衡电抗
器，六相
K值 1.05---1.1 1.15---1.2 1.2---1.25 干式自冷Bm 6700---7300 10700---11500 12500---13500 油浸式Bm值
3.根据单相式三相变压器和匝数(干式或油浸式)设计绕组
4.计算电抗器气隙Lg
Lg=0.4*pai*K1*Id/Bm （cm）
式中K1系数初数时取1.1---1.3
5.确定每段气隙长度L1
L1=Lg/n (cm)
N---气隙个数
6.衍射等效宽度确定E
E=*Ln（）=*L1*log
=0.735*L1* log(cm)
式中H---每个铁饼高度(一般取5cm)
注：上/下与轭相连的铁柱长度要大于H
7.衍射面积的确定Se
Se=2*E*(am+bm+2E) (cm^2)
式中am---叠片总厚度(cm^2)
bm---最大片宽(cm^2)
8.气隙处直线磁路面积Sa
Sa=(cm^2) 式中：fe---叠片系数（0.94---0.97）
9.气隙处总有效截面积Sm
Sm=Sa+Se
=+2*E*(am+bm+2E)
10.验证K1值
K1=（应当与初算Lg时所选的K1基本相等，否则需重新校正）
Lg=0.4*pai*K1*Id/Bm
11.验证K1后的气隙总长Lg
Lg=0.4*pai*K1*Id/Bm
12.参考干式或油浸资料设计铁芯
13.磁感应强度的确定
a)直流感应强度Bz
Bz=0.4*pai*K1*N*Id/Lg （高斯）
式中：K1---验证后的K1值
Lg---验证后的Lg值
b)交流磁感应强度Bg
Bg=E*10^8/(4.44*N*f*Sc) （高斯）
式中：f---频率Hz,即感应E时的频率，与整流线路有关
Ansyes。