网站地图

155 2793 8307

027 8745 5561

技术文章您的位置:网站首页 >技术文章 >
串联谐振试验之干式电抗器的应用
2021-10-28

华天电力专业生产串联谐振设备,下面为大家分享串联谐振试验之干式电抗器的应用。



随着电网建设和输电技术的发展,用环氧树脂浸渍玻璃纤维包封干式堆芯代替水泥反应器和铁心反应器是一个重要的发展趋势,本文只分析了干式堆芯(以下简称堆芯)的功能和使用寿命。


电抗器的作用:电抗器的限流和滤波作用


随着电网容量的扩大,系统的短路容量等级迅速增加,例如,在500kV变电站的35kV侧,最大三相对称短路电流的最大有效值接近50kA,为了限制传输线的短路电流并保护电力设备,必须安装电抗器,该电抗器可以减小短路电流,并在短路时刻保持系统电压不变。


串联谐振设备


阻尼电抗器(串联电抗器)安装在电容器电路中,以在电容器电路投入运行时抑制浪涌电流,同时,它与电容器组一起构成一个滤波器,对每个谐波起到滤波器的作用。  


电抗器使用寿命的分析


在额定负荷下,反应器的长期正常运行时间是反应器的使用寿命,反应器的使用寿命由材料决定,用于制造反应器的材料是金属材料和绝缘材料,金属材料耐高温,然而,在高温、电场和磁场的作用下,绝缘材料将逐渐失去其原有的力学性能和绝缘性能,例如脆性、机械强度降低和电气故障,这个渐进的过程就是绝缘材料的老化,温度越高,绝缘材料的力学性能和绝缘性能越弱,绝缘材料的含水量越高,老化越快,反应器中的绝缘材料必须承受反应器的运行和周围环境的作用所产生的负荷,这些载荷、强度和作用时间的总和决定了绝缘材料的使用寿命。


这些负荷包括热、机械和电气特性,以及环境温度、化学污染、尘埃和各种射线。


一方面,热作用会引起绝缘材料分子结构中的断链、分离反应和交叉链反应等化学变化;另一方面,由于金属导体与相邻绝缘材料的热膨胀系数不同,会发生机械挤压损伤。



反应器运行产生的交变磁场引起的机械载荷有压力、张力、拉伸、振动等,当机械应力高于临界值时,绝缘材料将断裂,在周围环境中破坏反应堆的最重要因素是高温和潮湿,其次是强光、灰尘、细砂、烟雾等,此外,还有生物效应(如真菌和细菌)以及一些动物(如白蚁)的损害,特别是在室外条件下的紫外线辐射会加速有机聚合物绝缘材料的老化。


当反应堆运行时,其使用寿命将受到上述负荷和环境的影响,其中热负荷和环境影响最大,由于反应堆绕组的热稳定性温升被认为是其在足够的机械和电气特性下的主要性能指标之一,为此,IEC和相关国家标准规定了使用各种耐温绝缘材料的反应堆的工作温升限值,如下表所示,当温度升高高时,热通量强度增加并且趋于不均匀,并且平均温度和最热点温度之间的差也增加。


当反应堆运行时,它的绕组既是导热介质又是热源,一般来说,它的温度总是按照一定的规律在空间上呈曲线分布,电抗器绕组的温升极限是以最热点的温升为基础的,平均温升是评价设计合理性和经济性能优劣的重要指标,平均温升与最大热点温升之间存在着规律性的关系,电抗器绕组绝缘的热寿命和绝缘是否损坏是由绕组的最热点温升来决定的,不是普通的温升来决定,根据Monte-Schenger(Montsingey)寿命规律计算了干式空心电抗器的使用寿命。


在上述公式中,t是绝缘材料的使用寿命;a是一个常数(由反应堆用绝缘材料的耐温等级决定);θ是一个常数,约为0.88;θ是绝缘材料的实际工作温度。


对于Montechinger寿命定律的半对数θ=f(Lnt),得到了一条包含方向常数(-1/α)的直线,即绕组的寿命(绕组的热阻等级为A、B和H)和绕组的工作温度。



每种绝缘材料都有固定的温度变化值,在一定的统计周期内,如果反应堆绕组的最热温度低于所用绝缘材料的最高允许温度,绝缘材料的老化将缓慢,使用寿命将延长,相反,绝缘老化速度加快,寿命缩短,对于反应器的整个寿命,绝缘寿命的延长或缩短构成了对反应堆寿命的补偿,将每种绝缘材料的寿命减半或加倍的温度变化是固定的,A级为8℃,B级为8≤10℃,H级为12℃,由于A阶,Δθ=8℃,因此,MonteSchengel生命定律又称8℃定律,H能级一般称为12℃定律。


电抗器在无功补偿装置中的应用


随着我国500 kV电力系统的发展,大型变电站安装静态无功补偿装置的趋势越来越明显,静止无功补偿装置对负荷突变的响应速度快(一般响应时间为10-20 ms),无功功率和电压调节特性平稳,因为它能稳定电力系统的电压,有效地提高电力系统的功率因数,抑制电压波动,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,此外,在电力系统的关键点安装静止无功补偿器,可以降低电力系统的稳态过电压,因此,为了保证电力系统的安全运行,大中型变电站需要安装电容无功功率补偿电抗器。



并联电抗器是无功补偿装置的重要组成部分,是用来提高电感无功以平衡电力系统中过电容无功的装置,这是必要的,在电力系统开始的时候,当传输功率很小的时候,而在白天,当负荷很轻的时候,晚上很晚,在这两种情况下,输电线路的感应无功率都很小,由于电容效应,输电线路产生的电容充电功率大于输电线路吸收的感应无功率,满足了电力系统无功平衡的需要,保持电力系统的电压水平,否则,电力系统电压过高,无法保证安全运行。



近年来,为减少静止无功补偿装置中晶闸管的数量,减少整个装置的投资,电容器组(TSC)和并联电抗器组(TCR)的容量有尽可能增大的趋势,在一些静态无功补偿装置中,TSC支路甚至被取消,完全被固定电容器组(FC)所取代,因此,为了保持静止无功补偿装置无功功率和调压特性的连续、平稳,有必要增加并联电抗器的总容量,因此,并联电抗器的数量有增加的趋势。


总之,每种绝缘材料都具有最高的绝缘温度,当反应器绕组的最高温度超过绝对最高温度时,绝缘材料将迅速炭化,绝缘性能和力学性能将丧失,因此,如果反应堆经常超负荷,订货时必须与制造厂协商,设计时经常超负荷运行,以保证反应堆的必要运行寿命。


Copyright © 2019 武汉市华天电力自动化有限责任公司 All Rights Reserved.  鄂ICP备10001395号-2  
武汉市华天电力自动化有限责任公司(www.whhuatian.com.cn)主营:串联谐振,继电保护测试仪,直流高压发生器,回路电阻测试仪,直流电阻测试仪等产品
在线客服 二维码

扫一扫,关注我们