平波電抗器原理及應(yīng)用

1、平波電抗器用于整流以后的直流回路中。整流電路的脈波數(shù)總是有限 的，在輸出的整直電壓中總是有紋波的。這種紋波往往是有害的，需要 由平波電抗器加以抑制。 直流輸電的換流站都裝有平波電抗器，使輸出 的直流接近于理想直流。 直流供電的晶閘管電氣傳動(dòng)中，平波電抗器也 是不可少的。 平波電抗器與直流濾波器一起構(gòu)成高壓直流換流站直流 側(cè)的直流諧波濾波回路。 平波電抗器一般串接在每個(gè)極換流器的直流輸 出端與直流線路之間，是高壓直流換流站的重要設(shè)備之一。平波電抗器和直流濾波器一起構(gòu)成直流 T 型諧波濾波網(wǎng)， 減小交流 脈動(dòng)分量并濾除部分諧波， 減少直流線路沿線對(duì)通信的干擾和避免諧波 使調(diào)節(jié)不穩(wěn)定。 平波電抗器還

2、能防止由直流線路產(chǎn)生的陡波沖擊進(jìn)入 閥廳，使換流閥免遭過(guò)電壓的損壞。 當(dāng)逆變器發(fā)生某些故障時(shí)，可避免引起繼發(fā)的換相失敗。可減小因交流 電壓下降引起逆變器換相失敗的機(jī)率。 當(dāng)直流線路短路時(shí)， 在整流側(cè)調(diào) 節(jié)配合下，限制短路電流的峰值。 電感值并不是越大越好，因?yàn)殡姼?的增大對(duì)直流輸電系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)特性有影響。 在直流輸電系統(tǒng)中，當(dāng)直流電流發(fā)生間斷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高過(guò)電壓，對(duì)絕 緣不利，使控制不穩(wěn)定。 平波電抗器通過(guò)限制由快速電壓變化所引起 的電流變化率來(lái)防止直流電流的間斷，從而降低換流器的換相失敗率。表 1 供貨范圍及設(shè)備技術(shù)規(guī)格一覽表序 號(hào)名稱單位項(xiàng)目要求投標(biāo)方保證型式、規(guī)格數(shù)量型式、規(guī)格數(shù)量序

3、號(hào)名稱單位項(xiàng)目要求投標(biāo)方保證型式、規(guī)格數(shù)量型式、規(guī)格數(shù)量1干式空芯平波 電抗器臺(tái)型式：戶外、干式空芯 額定工作時(shí)對(duì)地電壓：± 12.5kV（ 考慮諧波后不小于 ± 15kV） ；推薦絕緣水平： 125kV（雷電沖擊 ） ；95kV（操 作沖擊）；額定直流電流 2000A；額定電 感 30mH（推薦）； 含非磁性 支柱絕緣子及玻璃鋼支架。 絕緣子爬距： 1256mm； 絕緣子及套管為復(fù)合材質(zhì)21 使用條件本設(shè)備招標(biāo)書技術(shù)文件要采購(gòu)的干式空心平波電抗器，其安裝地點(diǎn)的實(shí)際外部條件見(jiàn)表1.1：設(shè)備外部條件一覽表。投標(biāo)方應(yīng)對(duì)所提供的設(shè)備絕緣水平、溫升等相關(guān)性能參數(shù)在工程實(shí)際外部條件下

4、進(jìn)行校驗(yàn)、核對(duì)，使所供設(shè)備滿足實(shí)際外部條件要求及全工況運(yùn)行要求。表 1.1 設(shè)備外部條件一覽表 （項(xiàng)目單位填寫）序號(hào)名稱單位金官站1周圍空氣溫度最高氣溫40最低氣溫-10最大日溫差K252海拔m17003太陽(yáng)輻射強(qiáng)度2 wcm0.14污穢等級(jí)d5覆冰厚度mm106風(fēng)速m/s347濕度日相對(duì)濕度平均值 95月相對(duì)濕度平均值958耐受地震能力（水平加速度）（垂直加速度）g0.3*0.195*1.1 正常使用條件1.1.1 周圍空氣溫度最高不超過(guò) 40，且在 24h 內(nèi)測(cè)得的平均溫度不超過(guò) 35。最低溫度不低于 -10。1.1.2 環(huán)境相對(duì)濕度（在 25 時(shí)）日相對(duì)濕度平均值不大于 95%；月相對(duì)濕

5、度平均值不大于 90%。 應(yīng)考慮凝露對(duì)設(shè)備的影響。1.1.3 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度 投標(biāo)方所供設(shè)備應(yīng)考慮陽(yáng)光輻射強(qiáng)度的影響，晴天中午的輻射強(qiáng)度為1000W/m 2。1.1.4 海拔高度適用于設(shè)備的外絕緣，絕緣水平的設(shè)計(jì)規(guī)定海拔高度不超過(guò)1000m。1.1.5 污穢按 IV 級(jí)防污選取設(shè)備的爬電比距。1.1.6 覆冰厚度不超過(guò) 10mm 。1.1.7 降雨量年最大： 2600mm日最大： 300mm1.1.8 風(fēng)速正常使用條件：不超過(guò) 35m/s1.1.9 振動(dòng)耐受地震烈度規(guī)定為 8 度：水平分量 0.25g垂直分量 0.125g本設(shè)備應(yīng)能承受用三周正弦波的 0.25g 水平加速度和 0.125g垂直加

6、速度同時(shí)施加于支持 結(jié)構(gòu)最低部分時(shí)，在共振條件下所發(fā)生的動(dòng)態(tài)地震應(yīng)力，并且安全系數(shù)應(yīng)大于 1.67。4.2 特殊使用條件凡不滿足 4.1 條正常使用條件之外的特殊條件， 如環(huán)境溫度、 海拔、 污穢等級(jí)等條件項(xiàng) 目單位應(yīng)在表 4.1 中明確， 且應(yīng)在招標(biāo)書的相應(yīng)技術(shù)條款及表 11 中對(duì)有關(guān)技術(shù)參數(shù)及要求 加以修正、說(shuō)明，并在提交需求計(jì)劃及招標(biāo)書時(shí)向物資部門特別明確。1.2.1 周圍空氣溫度和濕度對(duì)于酷熱氣候，應(yīng)優(yōu)先選用的最低和最高溫度的范圍規(guī)定為：-25 +55。日相對(duì)濕度平均值不大于 98%。海拔高度對(duì)于使用在海拔高于 1000m 處的設(shè)備，其外絕緣在標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下的絕緣水平是將適用場(chǎng)所要

7、求的絕緣耐受電壓乘以海拔修正系數(shù)Ka。系數(shù) Ka可按下式計(jì)算：141.1 H 10 4式中： H 為投標(biāo)方所供設(shè)備安裝地點(diǎn)的海拔高度，以 m 為單位。注 1：在任一海拔處，內(nèi)絕緣的絕緣特性是相同的，不需采取特別的措施。關(guān)于外絕緣和內(nèi)絕緣的定義見(jiàn) GB/T 311.2。注 2：對(duì)于低壓輔助設(shè)備和控制設(shè)備，海拔低于2000m 時(shí)， 不需采取特別措施。如用于 2000m 以上海拔，需采取的措施見(jiàn) GB/T 16935.1注 3 ：海拔高度可參照下列要求確定：a. 海拔在 1000-2000m 范圍，設(shè)備外絕緣水平按2000m 海拔修正；b. 海拔在 2000-2500m 范圍，設(shè)備外絕緣水平按250

8、0m 海拔修正；c. 海拔在 2500-3000m 范圍，設(shè)備外絕緣水平按3000m 海拔修正；d. 海拔高于 3000m ，應(yīng)考慮實(shí)際運(yùn)行地點(diǎn)的環(huán)境，經(jīng)專題研究后確定。污穢對(duì)于沿海嚴(yán)重污穢地區(qū)，達(dá)到 III 級(jí)污穢時(shí)，考慮到未來(lái)調(diào)整爬距困難，可按IV 級(jí)選取設(shè)備爬電比距。覆冰厚度污穢等級(jí)相對(duì)低之間最小標(biāo)稱爬電比距（ mm/kV）2531覆冰對(duì) 20 級(jí)不超過(guò) 20mm ，對(duì) 30 級(jí)不超過(guò) 30mm 。其它參數(shù)設(shè)備在其它特殊使用條件下使用時(shí)，用戶應(yīng)參照GB/T 4796、GB/T 4797、GB/T 4798 的規(guī)定提出其環(huán)境參數(shù)。2 技術(shù)要求1.1 基本參數(shù)基本外部要求交流系統(tǒng)參數(shù)1） 系

9、統(tǒng)額定頻率 : 50Hz2) 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓 : 35kV3) 系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓 : 40.5kV4) 系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式 : 不接地 直流系統(tǒng)參數(shù)1) 整流方式： 12 脈動(dòng)整流2) 額定輸出直流電壓：± 12.5kV3) 最高運(yùn)行直流電壓：± 20kV4) 額定輸出直流電流： 2000A5) 安裝地點(diǎn) : 戶外技術(shù)要求電抗器的型式單相、干式、空芯、鋁繞組、戶外型。電抗器電壓對(duì)地電壓± 12.5kV dc( 考慮諧波后不小于± 15kV)最高運(yùn)行電壓：± 20kV dc額定電流 A2000允許持續(xù)電流 A1.2 倍額定電流額定電感 mH30(

10、推薦值 )電感容許偏差：?jiǎn)蜗嗥睿?0 +5%電抗器容量 kvar/損耗 kW75額定電壓和額定頻率下 , 損耗不大于 0.4%額定 容量溫升平均溫升 : 58K繞組熱點(diǎn)溫升 : 78K絕緣水平125kV瓷套爬電距離 1256mm過(guò)激勵(lì)能力最高電壓下可長(zhǎng)期運(yùn)行噪音水平距離電抗器邊緣 2米處, 噪音水平不大于 65dB絕緣材料耐熱等級(jí)F級(jí)防護(hù)等級(jí)戶外運(yùn)行條件；1.2 設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)要求1.2.1 接線板a) 應(yīng)配備單片平板式接線板 , 并應(yīng)設(shè)計(jì)為防電暈式。滿足自身回路機(jī)械強(qiáng)度(安全系數(shù)不小于 2.5 倍 )要求，并滿足動(dòng)、熱穩(wěn)定要求。若采用高強(qiáng)螺栓連接，應(yīng)提供緊固扭矩的要 求。廠方須在圖紙中標(biāo)明接線

11、板的材料及結(jié)構(gòu)形式、厚度、大小。接線板應(yīng)能承受技術(shù)規(guī)范的機(jī)械強(qiáng)度要求，接線板具體細(xì)節(jié)應(yīng)在圖紙中加以說(shuō)明。接線板接觸面的電流密度應(yīng)小于20.15A/mm 。b) 電抗器應(yīng)能耐受施加在其上面的連續(xù)和短時(shí)聯(lián)合荷載，聯(lián)合荷載應(yīng)由其相應(yīng)荷載分 量的向量和來(lái)計(jì)算。 設(shè)備長(zhǎng)期作用的組合負(fù)荷不小于： 設(shè)備自重 +導(dǎo)線水平拉力 +設(shè)備最大風(fēng) 載。長(zhǎng)期作用的組合荷載安全系數(shù)不小于2.5；同時(shí)，施加在接線板上的縱向水平張力，因地震在設(shè)備上引起的動(dòng)力荷載，設(shè)備承受的25的最大風(fēng)壓和設(shè)備的重量。其安全系數(shù)不應(yīng)低于 1.67。c) 端子板接線板橫斷面和接觸面的長(zhǎng)期允許電流不應(yīng)小于額定電流的 1.3 倍。端子板 與連接線的

12、連接部位的接觸電阻應(yīng)盡可能小，溫升不應(yīng)超過(guò) DL/T593 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫升極限， 并提供該試驗(yàn)下的連接方式。1.2.2 起吊設(shè)施電抗器應(yīng)設(shè)有起吊設(shè)施。1.2.3 對(duì)其它設(shè)備和金屬部件最小磁凈距不形成封閉回路應(yīng)由制造廠滿足1.2.4 制造廠應(yīng)提供電抗器安裝與裝配的特殊材料1.2.5 絕緣材料應(yīng)能承受 :a) 震動(dòng)或變化的機(jī)械應(yīng)力。b) 重復(fù)的膨脹和收縮。1.2.6 對(duì)材料及工藝的要求 設(shè)備、部件制造中所用的材料應(yīng)該是新的、優(yōu)質(zhì)的、無(wú)缺陷的和無(wú)損傷的。其種類、成 份、物理性能應(yīng)按照最佳的工程實(shí)踐 , 并適合相應(yīng)的設(shè)備、部件的用途。材料應(yīng)符合本條件 書所列的類型、技術(shù)規(guī)范和等級(jí)或與之等效。材料的詳細(xì)

13、規(guī)范 ,包括等級(jí)、牌號(hào)、類別均應(yīng) 在廠家提供審查的詳圖中表示出來(lái)。所有零部件應(yīng)符合規(guī)定尺寸并遵照核準(zhǔn)圖紙加工并具有互換性。 所有結(jié)合面、 基準(zhǔn)面和 金屬部件應(yīng)精加工。 所有鑄件在有螺帽處要經(jīng)加工整平。 圖紙上要標(biāo)明規(guī)定加工等級(jí)的代號(hào)。 所有螺栓、螺帽和管件螺紋應(yīng)符合“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織”關(guān)于這方面的最新標(biāo)準(zhǔn) , 并完全符合 國(guó)際計(jì)量規(guī)格的規(guī)定。1.2.7 鑄件要求鑄件要符合模型、外形工整、質(zhì)量均勻、形態(tài)一致 , 并經(jīng) X 光探傷證明無(wú)氣孔砂眼、夾 渣、縮孔、 裂紋和其他缺陷 , 并應(yīng)依其用途充分處理干凈。 鑄件上的重大缺陷不得進(jìn)行修理、 填堵和施焊。 在鑄件關(guān)鍵部位出現(xiàn)過(guò)量的雜質(zhì)或合金分凝即應(yīng)予報(bào)

14、廢 , 在變換截面的地方應(yīng) 配置構(gòu)造上容許的最大限度的加強(qiáng)筋。1.2.8 銘牌標(biāo)志電抗器銘牌應(yīng)符合國(guó)標(biāo)， 銘牌用不銹鋼材料制成， 字樣、 符號(hào)應(yīng)清晰耐久， 銘牌在設(shè)備 正常運(yùn)行時(shí)其安裝位置應(yīng)明顯可見(jiàn)。銘牌至少應(yīng)標(biāo)出下列內(nèi)容：1) 國(guó)名。2) 制造廠名(不以工廠所在地地名為廠名者，應(yīng)同時(shí)標(biāo)出地名) 。3) 電抗器名稱。4) 電抗器型號(hào)。5) 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。6) 設(shè)備額定電壓及最高電壓。7) 額定電流 (A)。8 )額定頻率。9) 設(shè)備種類：戶內(nèi)或戶外，及允許使用的最高海拔。10) 額定絕緣水平。11) 額定電抗率。12) 電抗器的總重。13) 出廠序號(hào)。14) 制造年月。1.3 專業(yè)接口要求暫無(wú)。3

15、 試驗(yàn) 根據(jù)相關(guān)國(guó)標(biāo)和行標(biāo)等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及其補(bǔ)充說(shuō)明進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)， 有關(guān)條款的特殊要求和補(bǔ) 充應(yīng)在試驗(yàn)期間遵守并執(zhí)行。3.1 型式試驗(yàn) 型式試驗(yàn)是為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)和制造的設(shè)備的性能是否能夠達(dá)到相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。1) 絕緣電阻測(cè)量2) 直流電阻測(cè)量3) 阻抗值測(cè)量4) 損耗測(cè)量5) 溫升試驗(yàn)6) 匝間耐壓試驗(yàn)3.2 出廠試驗(yàn)出廠試驗(yàn)是為了發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品所用材料和制造中的缺陷，它不應(yīng)損傷產(chǎn)品的性能和可靠性。 出廠試驗(yàn)應(yīng)在整體組裝后進(jìn)行， 應(yīng)該對(duì)每臺(tái)成品進(jìn)行檢驗(yàn)， 以確保每臺(tái)產(chǎn)品與已經(jīng)通過(guò)型式 試驗(yàn)的產(chǎn)品相一致。1) 絕緣電阻測(cè)量2) 直流電阻測(cè)量3) 阻抗值測(cè)量4) 損耗測(cè)量3.3 現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)設(shè)備安裝完好并完成所有的連接后， 應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)。 交接試驗(yàn)是為了確認(rèn)設(shè)備在 經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、儲(chǔ)存、現(xiàn)場(chǎng)安裝和 / 或調(diào)整等過(guò)程后是否存在損壞、各個(gè)單元的兼容性、裝配是 否正確。1) 測(cè)量繞組連同套管的直流電阻2) 繞組連同套管的交流耐壓試驗(yàn)4 產(chǎn)品