浅议高压并联电抗器在输电线路中的作用

浅议高压并联电抗器在输电线路中的作用
【摘要】电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。

它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。

在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。

在电力输送过程中由于具有较大的分布电容，产生过剩无功功率，引起末端工频电压升高。

为此常采用并联电抗器实现对容性无功功率的补偿，达到降低电压的目的。

【关键词】电抗器，并联，作用
【abstract 】power grid of the reactor, which is a hollow coil material without conduction. It may, according to needs to decorate for vertical, horizontal and product glyph three assembly form. In the power system short circuit, will produce the numerical big short-circuit current. In the process of power transmission because of the larger capacitance and produce excess reactive power, cause end frequency voltage rise work. This is often the parallel reactor to achieve capacitive reactive power compensation, to reduce the purpose of the voltage.
【key words 】reactor, in parallel, role
高压并联电抗器应装设如下保护装置：
高阻抗差动保护。

保护电抗器绕组和套管的相间和接地故障。

匝间保护。

保护电抗器的匝间短路故障。

瓦斯保护和温度保护。

保护电抗器内部各种故障、油面降低和温度升高。

过流保护。

电抗器和引线的相间或接地故障引起的过电流。

过负荷保护。

保护电抗器绕组过负荷。

中性点过流保护。

保护电抗器外部接地故障引起中性点小电抗过电流。

中性点小电抗瓦斯保护和温度保护。

保护小电抗内部各种故障、油面降低和温度升高。

500kV及特高压线路变压电抗器优点
500kV及特高压线路变压电抗器可以使送电端的线路、发电机及发变组的变
压器，以及受电端的降压变压器实时处在高功率因数工况下运行，以达到节能降耗的目的。

在欠补偿工况下，以线路或系统侧母线端不产生电压越限，以及系统操作过电压为条件。

在过补偿工况下，以低压电抗器的最大安装容量以及系统最低运行电压为限，并且避开线路的谐振点为限制条件。

由于500kV线路变压电抗器与500kV高抗一样仅仅只需要一台隔离刀闸将其连接于线路侧，采用自动控制投切低压电抗器组后，并不会加大运行的复杂性。

500kV线路变压电抗器可以安装在大型水电厂，火电厂及枢纽变电站，其特点是综合了高抗，线路侧可控高抗，母线侧可控高抗及抵抗的补偿优点，大大增加了电网对主要枢纽变电站无功和电压的调节手段。

由于500kV线路变压电抗器省去了一台高压开关，并采用常规的低压电抗器，因此500kV线路变压电抗器的造价是普通“高抗”的三分之二左右，是可控高抗的七分之一左右
并联电抗器的分类
并联电抗器的分类有很多种，按结构可分为：空芯式和铁芯式电抗器；按冷却系统可分为：干式和油浸式电抗器；按容量是否可调可分为可控电抗器和常规电抗器等。

空芯式和铁芯式电抗器
从原则上来说，单一的绕组就是一个电感元件，就是一台电抗器，这种电抗器就称之为空芯式电抗器。

但为了做得更紧凑，或为了使绕组磁通限制在一定空间内，常常在绕组内设有铁芯，这种电抗器就称之为铁芯式电抗器。

空芯式电抗器是一个线性元件，铁芯式电抗器则具有饱和特性。

干式和油浸式电抗器
如同变压器一样，电抗器可以是干式或油浸式。

空芯式电抗器通常做成干式，但少数情况下也做成油浸式，此时油箱内壁应设置磁屏蔽或电磁屏蔽。

铁芯式电抗器通常做成油浸式，但少数情况下为了防火要求而做成干式。

可控电抗器和常规电抗器
对电力系统中超高压长线分析可知，当输电线路输送较大功率时，为保持线路电压的质量，此时并联电抗器应该退出运行或容量减小，即并联电抗器的容量应该根据输电线路传送功率的大小而能够连续变化。

常规并联电抗器的容量是固定的，无法做到随输电线路传送功率的变化而进行调节。

而可控电抗器具有容量可调、反应快速的特点，其容量随传输功率的大小而自动变化，防止了线路一侧开关切合所产生的过高的工频操作过电压及相应的暂态振荡过电压，从而可减少电网损耗、提高供电质量，带来一定的经济效益和社会效益。

当超高压线路的最
大传输功率小于线路的自然功率时，并联电抗器起到充分补偿线路容性无功的作用。

并联电抗器作用
避免发电机带长线出现的自励磁
当发电机以额定转速合闸于空载线路时，由于发电机残压加于线路容抗上，电容电流的助磁作用使发电机电压不断升高。

当发电机和线路的参数满足—定的条件时，会出现发电机电压超出额定电压很高的情况，这就是所谓的发电机的自励磁现象。

线路终端甩负荷、计划性合闸和并网等情况，都将形成较长时间的发电机带空载长线的运行方式。

计划性合闸是容性阻抗，因而也可能导致发电机的自励磁。

限制潜供电流，有利于单相自动重合闸
为提高运行可靠性，超高压电网中一般采用单相自动重合闸，即当线路发生单相接地故障时立即断开该相线路，待故障处电弧熄灭后再重合该相。

一方面，由于导线间存在分布电容，会从健全相对故障相感应出静电耦合电压；另一方面，健全相的负荷电流通过导线间的互感，在故障相感应出电磁感应电压，这样，在故障相叠加有两个电压之和，可使具有残余离子的故障点维持几十安的接地电流，称为潜供电流，如果潜供电流被消除之前进行重合闸，必然会失败。

如果线路上接有并联电抗器，且其中性点经小电抗器接地，由于小电抗器的补偿作用，潜供电流中的电容电流和电感电流都会受到限制，故电弧很快熄灭，从而大大提高单相重合闸的成功率。

电抗器在无功补偿装置中的作用
随着我国500kV电力系统的发展，以及电气化铁路和大型钢铁基地的建设，在大型枢纽变电所中需要安装静止补偿装置的趋势越来越明显。

静止补偿装置对负载突变的反映速度快，具有平滑的无功功率和电压调节特性。

因此它能够稳定电力系统电压，有效地补偿电力系统的无功功率系数，抑制电压的波动，维持电力系统处于三相平衡状态，抑制电力系统的次同步振荡。

电抗器是无功补偿装置的重要组成部分之一，并联电抗器用来提供感抗值消耗电力系统过剩的电容性无功功率，这在电力系统初期输送功率较小的时候以及电力系统后期在每日深夜轻负荷的时候都是十分必要的。

近年来用减少静止补偿装置中晶闸管的数量，来节省整个装置的投资，有尽可能增大电容器组容量和并联电抗器组容量的趋势。

在有的静止补偿装置中甚至取消了TSC回路，完全由固定电容器组代替。

这样为了保持静止补偿装置具有连续平滑的无功功率和电压调节特性，就需要加大并联电抗器的总容量。

无功功率的平衡作用
500kV 线路充电功率大，而输送的有功功率又常低于自然功率，线路无功损耗较小。

电源本身还有一定数量的无功功率。

若不采取措施，就可能远距离输送无功功率，造成电压质量降低，有功功率损耗增大，而且送端增加的无功功率大部分都被线路消耗掉，并不能得到利用。

而并联电抗器正好能吸收无功功率，起到使无功功率就地平衡的作用。

结论
在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流，如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。

通过使用并联电抗器，可以削弱空载或轻载时长线路的电容效应所引起的工频电压升高，改善沿线电压分布和轻载线路中的无功分布并降低线损减少潜供电流，加速潜供电弧的熄灭，提高线路自动重合闸的成功率，同时也能满足某些断路器遮断容量的要求。