高抗原理結構的講解-文檔資料

1、1目 錄第一部分 高壓并聯電抗器的作用第二部分 高壓并聯電抗器的結構特點第三部分 高壓并聯電抗器附件介紹2第一部分 高壓并聯電抗器的作用3第一部分 高壓并聯電抗器的作用 高壓并聯電抗器是接在高壓輸電線路上的大容量的電感線圈，它的作用是補償高壓輸電線路的電容和吸收其無功功率，防止電網輕負荷時因容性功率過多引起的電壓升高。高壓并聯電抗器是超高壓電網中普遍采用的重要設備之一，它在電網中的作用主要有以下四點：4第一部分1.降低工頻電壓升高 超高壓輸電線路一般距離較長，從二三百公里至數百公里。同時，由于采用分裂導線，所以線路的電容很大，每條線路的充電容性功率可達二三十萬千乏。大量容性功率通過系統(tǒng)感性元件

2、（例如變壓器和輸電線路）時，末端電壓將要升高，即所謂“容升”現象。在長線路首末端裝設高壓并聯電抗器，可補償線路上的電容電流，削弱這種容升效應，從而限制工頻電壓的升高。補償的效果取決于電抗器相對線路充電無功功率的容量。5第一部分2.降低操作過電壓 操作過電壓常常是在工頻電壓升高的基礎上出現的，如甩負荷、切除接地故障和重合閘等。所以，工頻電壓升高的程度直接影響操作過電壓的幅值。因此，加裝電抗器之后，由于工頻電壓的升高得到了限制，操作過電壓也隨之降低。6第一部分3.避免發(fā)生發(fā)電機帶長線出現的自勵磁 線路終端甩負荷、計劃性合閘和并網等情況，都將形成較長時間的發(fā)電機帶空載長線的運行方式。計劃性合閘是容性

3、阻抗，因而可能導致發(fā)電機的自勵磁。 自勵磁引起的工頻電壓升高可能達到額定電壓的1.5-2.0倍，甚至更高，它不僅使得并網時的合閘操作成為不可能，而且其持續(xù)發(fā)展也將嚴重威脅網絡中電氣設備的安全運行，這是不容許的。并聯電抗器能大量補償容性無功功率，從而破壞發(fā)電機的自勵磁條件。7第一部分4.有利于單相自動重合閘 為了提高運行可靠性，超高壓電網中常采用單相自動重合閘。但由于輸電線路存在線間電容和電感，故障相斷開短路電流后，非故障相將經過這些電容和互感向故障相繼續(xù)提供電弧電流，即所謂的“潛供電流”，使電弧難以熄滅。如果線路上有并聯電抗器，其中性點經小電抗接地，就可以限制或消除單相接地電弧的潛供電流，使電

4、弧熄滅，重合閘成功。8第一部分潛供電流 當故障相線路自兩側切除后，如圖所示，由于非故障相與斷開相之間存在有靜電（通過電容）和（通過電感）電磁的聯系，因此，雖然短路電流已被切斷，但在故障點的弧光通道中，仍然流有如下的電流：（1）非故障相A通過A-C相間的電容Cac供給的電流Iac；（2）非故障相B通過B-C相間的電容Cbc供給的電流Ibc；（3）繼續(xù)運行的兩相中，由于流過負荷電流Ia和Ib而在C相中產生互感電動勢Em，此電動勢通過故障點和該相對地電容C0而產生的電流Im。這些電流的總和就稱為潛供電流。9第一部分 一般來說，我們會將上述的Iac與Ibc的和稱為潛供電流的橫分量，將Im稱為潛供電流的

5、縱分量。10第一部分潛供電流的危害 潛供電流對滅弧產生影響，由于此電流的存在，將使短路時弧光通道去游離受到嚴重的阻礙。另外，重合閘只有在故障點電弧熄滅且絕緣強度恢復以后才有可能成功，若潛供電流值較大，會導致重合閘失敗。11第一部分潛供電流的消除 為了消除潛供電流的橫分量，可以在線路上接一組三角形接線的電抗器，補償相間電容C，使相間阻抗趨向無窮大。這樣，潛供電流的橫分量將趨向于零。當然，三角形接線的電抗器也可以用星形連接而中性點不接地的電抗器來代替，取XY=1/3XD時兩者是等效的。如圖所示。12第一部分潛供電流的消除 為了消除潛供電流的縱分量，可根據需要在線路上加裝一組星形連接中性點接地的電抗

6、器，補償導線對地電容C0，使相對地阻抗趨向無窮大。這樣，潛供電流縱分量的回路阻抗很大而電流趨向于零。 為了方便，這些Y連接的和Y0連接的電抗器又可以簡化合并成中性點對地加裝小電抗器的XN的Y連接的電抗器。如圖所示。13第一部分 中性點電抗器的作用 （1）中性點電抗器與三相并聯電抗器相配合，補償相間電容和對地電容，限制過電壓，消除潛供電流，保證線路單相自動重合閘裝置正常工作。 （2）限制電抗器非全相斷開時的諧振過電壓。因為非全相斷開時一個諧振過程，在此諧振過程中可能產生很高的諧振電壓。14第一部分 高壓并聯電抗器的接入方式 高壓并聯電抗器接入線路的方式有多種。目前我國較為普遍的方式有兩種：一是通

7、過斷路器、隔離開關將電抗器接入線路；二是只通過隔離開關將電抗器接入線路。前者投資大，但運行方式靈活；后者當電抗器故障或保護誤動時，會使線路隨之停電。15第二部分 高壓并聯電抗器的結構特點16第二部分 高壓并聯電抗器的結構特點 并聯電抗器由鐵芯、繞組和輔助設備組成。 超高壓大容量充油電抗器的外形與變壓器相似，但內部結構不同。變壓器的繞組有一次繞組和二次繞組，鐵心磁路中沒有氣隙，而電抗器只是一個磁路帶氣隙的電感線圈。主變鐵芯結構主變鐵芯結構主變殼身結構主變殼身結構17第二部分 高壓并聯電抗器的結構特點 18第二部分 并聯電抗器與普通變壓器的不同之處： 1.普通變壓器有兩個繞組，而大型變壓器只有一個

8、繞組； 2.普通變壓器工作原理是電磁感應原理，它的作用主要是升高和降低電壓，實現能量的傳遞，而高壓并聯電抗器主要利用在額定電壓下線性的特點來吸收系統(tǒng)的容性無功； 3.變壓器的過勵磁能力比較差，因此在合閘時容易產生勵磁涌流，而并聯電抗器的過勵磁能力強，在合閘時不會產生勵磁涌流； 4.并聯電抗器由于鐵芯有間隙，因此漏磁通比較大，損耗也大，容易造成過熱以及振動過大而導致各種故障。19第二部分電抗器鐵芯的組成部分 電抗器鐵芯主要由三大部分組成：磁路部分、機械支撐部分和接地系統(tǒng)。 一、磁路部分：包括鐵軛、芯柱、旁柱 二、支撐部分：夾件、連接片、墊腳等金屬部件 三、接地系統(tǒng)：鐵芯片接地、金屬構件的接地和屏

9、蔽接地 以上部分通過有效的夾緊和壓緊裝置將鐵芯組成一個整體20第二部分電抗器鐵芯的組成部分 電抗器鐵芯主要由三大部分組成：磁路部分、機械支撐部分和接地系統(tǒng)。 一、磁路部分：包括鐵軛、芯柱、旁柱 二、支撐部分：夾件、連接片、墊腳等金屬部件 三、接地系統(tǒng)：鐵芯片接地、金屬構件的接地和屏蔽接地 以上部分通過有效的夾緊和壓緊裝置將鐵芯組成一個整體21第二部分22第二部分2324第二部分并聯電抗器如何接地？ （1）鐵芯片和金屬結構件互相絕緣，并和油箱分別絕緣開以后，單獨通過套管引出油箱外，接地線引至油箱下部接地。便于在運行中的維護和檢查，可以檢查鐵芯對地的絕緣情況是否良好。電抗器的鐵芯片結構為一個整體，

10、其接地線只有一根，在鐵軛上部，直接通過電纜線引出。所有較大的金屬部件都可靠接地，還要避免多點接地，重復接地，否則在運行中會產生環(huán)流和發(fā)熱。最后夾件通過一點由電纜線引出油箱。 （2）屏蔽接地包括旁軛屏蔽和鐵芯接地屏，接地線沒有單獨引出，將屏蔽的接地線接到夾件，通過夾件接地引出。25高抗頂部鐵芯、夾件引出線高抗頂部鐵芯、夾件引出線接地點接地點電流互電流互感器感器26第二部分鐵芯多點接地的危害和判斷方法 正常時電抗器鐵芯僅有一點接地。如果鐵芯出現兩點及以上接地時，則鐵芯與地之間通過兩接地點將會產生環(huán)流，引起鐵芯過熱。 判斷鐵芯是否出現兩點或多點接地的方法：可將原接地點解開后測量鐵芯是否還有接地現象。

11、27第二部分 并聯電抗器的結構型式 1.超高壓并聯電抗器按鐵芯結構可分為兩種：殼式電抗器和芯式電抗器。 （1）殼式電抗器。殼式電抗器線圈中的主磁通道是空芯的，不放置導磁介質，在線圈外部裝有用硅鋼片疊成的框架以引導主磁通。一般殼式電抗器磁密較低，到1.51.6倍額定電壓才出現飽和，飽和后的動態(tài)電感仍為飽和前的60%以上。 （2）芯式電抗器。芯式電抗器具有帶多個氣隙的鐵芯，外套線圈。氣隙一般由不導磁的硯石組成。由于其鐵芯磁密高，因此材料消耗少，結構緊湊，自振頻率高，存在低頻共振可能性較少。主要缺點是加工復雜，技術要求高，振動和噪聲較大。 目前我國制造的高電壓大容量并聯電抗器一般只采用芯式結構。28

12、第二部分 2.超高壓并聯電抗器按外殼結構可分為鐘罩式和平頂式（桶式）兩種。鐘罩式電抗器的外殼與底部用螺栓連接，現場檢修時只需松掉底部的螺栓，吊起鐘罩即可。平頂式外殼多數采用全部焊成整體結構，密封性較好，但現場檢修時必須割開焊縫，施工較困難。我站的高抗兩種外殼結構均有采用。鐘罩式鐘罩式桶式桶式29第三部分 高壓并聯電抗器附件介紹30第三部分 一、油枕 油枕的作用 油枕安裝在上部，用彎管與變壓器油箱聯通，油枕的容積一般為變壓器油量的8%-10%。滿負載運行時油不溢出；最低環(huán)境溫度變壓器停止運行時油枕內應有一定的油量。其作用為：補償熱補償熱脹冷縮脹冷縮的體積的體積作用作用避免變避免變壓器油壓器油與大

13、氣與大氣直接接直接接觸觸31第三部分 1.金屬波紋管式油枕的工作原理 如圖所示，波紋管內腔是與大氣相通的氣囊，其左端為自由伸縮的活動端，右端通過焊接與端板固定并將油腔密封。絕緣油在波紋管外部和外殼之間，通過下部連接口與變壓器油箱相通。 32第三部分 波紋管內部為空氣，通過右端呼吸口與外界大氣相通。當絕緣油隨溫度變化產生體積膨脹或收縮時，促使波紋管伸縮，從而改變柜內油腔大小，實現在全密封條件下的體積補償。 33第三部分2.膠囊密封式油枕 膠囊密封式油枕原理與金屬波紋式大致相同。34第三部分油枕常見的故障1.假油位 由于膠囊式油枕采用間接的方法來指示油枕的油位，運行中可能會出現假油位，假油位是指油

14、位計指示油位與油枕的實際油位不相符，不同油枕結構產生假油位的原因是不相同的。（1）油表注油方法不當。（2）吸濕器堵塞。（3）膠囊破裂（4）溫度計指示不準確（5）變壓器漏油使油量偏少（6）指針式油位計出現卡針等故障35第三部分2.油枕密封性不良 對膠囊式油枕要注意油面以上部分的密封情況，如放氣塞，膠囊口與吸濕器連管處等密封，因為這些部位密封不良會造成水分進入變壓器內部，危及變壓器的安全運行。36二、瓦斯繼電器 作用：是油浸式變壓器及油浸式有載分接開關的一種主要保護裝置。氣體繼電器安裝在高抗與儲油柜的連接管路上，在高抗內部故障而使油分解產生氣體或造成油流沖動時，氣體繼電器的接點動作，以接通制定的控制回路，并及時發(fā)出信號或自動切除高抗。37 工作原理： 氣體繼電器正常運行時其內部充滿高抗油，開口杯處于上傾位置。當高抗內部出現輕微故障時，高抗油由于分解而產生的氣體積聚在繼電器上部的氣室內，迫使其油面下降，開口杯隨之下降到某一限值位置，其上的磁鐵使干簧節(jié)點吸合，接通信號回路，發(fā)出報警信號。若高抗因油箱漏油而使油面下降，同樣動作于信號回路，發(fā)出報警信號。 該開口杯和該開口杯和下部觸動接下部觸動接點用于輕瓦點用于輕瓦斯斯38此金屬板和兩此金屬板和兩個