500kV纵江—宝安线路串联电抗器的作用与维护

韩国邦

摘 要：随着南方电网网架的迅猛发展，用电需求的持续增长，一些发达地区的电力负荷日趋增大，而且电网结构的发展也越来越复杂，线路距离短时，其短路电流水平超标的风险越来越突出，给电网的安全可靠运行带来极大风险，而加装限流电抗器来降低电网短路电流水平的方式则成为了最有效、最便捷、最经济的解决该问题的方式。该文简要介绍了500kV纵江—宝安线路串联电抗器的应用概况，说明限制500 kV系统的短路电流水平的必要性，介绍限流电抗器结构和如何对500kV大限流电抗器进行维护及注意事项。

关键词：串联电抗器 限制 短路电流 维护

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0096-02随着南方电网网架的迅猛发展，用电需求的持续增长，一些发达地区的电力负荷日趋增大，而且电网结构的发展也越来越复杂，线路距离短时，其短路电流水平超标的风险越来越突出，给电网的安全可靠运行带来极大风险，而加装限流电抗器来降低电网短路电流水平的方式则成为了最有效、最便捷、最经济的解决该问题的方式。500 kV纵江—宝安线路只有17.444 kM，线路长度短，需要加装串联电抗器工程12台500 kV限流电抗器，电流4000 A，电抗21Ω，容量336 Mvar。是目前世界上运行容量最大、电压等级最高的干式空心交流电抗器设备。这样可以保障广东东南片区电网的安全可靠运行，增强系统抵御运行风险的能力，降低电网短时电流水平。

1 短路电流超标原因及限制措施

500 kV电网等值零序阻抗大于正序阻抗是500 kV母线的三相短路电流大于单相短路电流的原因。从理论上分析，影响因素为：（1）系统主要500 kV电源点离负荷中心变电站距离较远，因此近似认为500 kV电网正序组抗与负序组抗相等，三相与单相短路电流大小主要取决于正序与零序阻抗的大小；（2）系统500 kV线路平均长度较短，并联条数多，主变压器零序阻抗远大于线路零序阻抗，因此500 kV电网短路电流大小主要取决于500 kV线路；（3）线路零序阻抗均大于其正序阻抗，一般取正序阻抗的3倍，因此，从500 kV母线往外看，其500 kV电网的正序等值阻抗小于零序等值阻抗。

限制短路电流的措施有：发展高一级电网，低压电网分片或将母线分列、分段运行，甚至将电网解列；采用高阻抗变压器； 更换断路器，对现有变电站增容改造；采用串联电抗器。根据华东电网的实际情况和各种措施的费用及效果，在电网的合适地点安装串联电抗器是较为现实的措施。限制短路电流的益处是多方面的。

（1）直接减轻断路器的开断负担，有助于减少维修并延长寿命；

（2）限制流过重要电气设备的短路电流，避免设备损坏；

（3）减少线路电压损耗和发电机失步概率；

（4）减少故障时超高压输电网附近的电磁污染。

现在500 kV纵江—宝安线路采用加装串联电抗器这种技术措施，可以有效地抑制系统的短路电流。目前500 kV大限流电抗器运行情况良好。

2 限流电抗器结构介绍

500 kV母线串联限流电抗器，额定电感2x33.4 mH，额定电流4000 A，因为容量相当大，所以造成电抗器本体尺寸比常规电抗器尺寸要大出很多。为了尽最大可能减小设备的尺寸和重量，降低运输难度，因此设计为两台串联使用，电抗器采用耐热性能高的绝缘材料，以提高设备可靠性及热备用。干式空心电抗器在运行中，不可避免的在其附近产生漏磁场。尤其是大容量的电抗器，在其附近会产生很大的漏磁场，使得电抗器附近的金属物感应出较大的涡流损耗，尤其对铁磁物质，其感应的涡流损耗造成的温度，常常达到不能允许的程度。因此，在设计大容量干式空心电抗器时，禁忌使用铁磁物质作为电抗器的任何部件。对于电抗器支撑部位，必须选用与磁力线垂直的大截面时，一般选用无磁钢材料，这样，不仅何以保证电抗器的整体机械强度，还可以大大降低由交变磁场产生的涡流损耗。由于系统电压较高，根据经验，当电抗器运行于户外时，为提高电抗器本体绝缘性能，保证线圈使用寿命，减少局布放电发生，需要加装防雨装置。

3 维护注意事项

3.1 正常巡视（不停电）的项目和要求

巡视一般要求：

（1）对产品进行目测，检查产品是否完整，重点检查均压件有无明显松脱或掉落）。

（2）检查线圈表面油漆有无脱落，有无变色、起泡、掉漆，设备表面应清洁，标志清晰、完善。

（3）检查绝缘子表面有无颜色异常焦黑、裂纹、闪络。

（4）查看钢构件和底架生锈腐蚀情况，各法兰处紧固螺丝紧固情况。

（5）检查设备上是否有异物。

（6）查看是否从电抗器内部发出异常的声响，电抗器噪音A计权声压值应小于62.4 dB（A）。查看电抗器内部是否有烧焦的气味或痕迹。

（7）引线接触良好，接头无过热，各连接引线无发热、变色。各个部位温升的限值如表1，表1为电抗器运行在额定电流下的温升限值，实际温升应根据现场运行状态进行检测。

（8）裸露在外的接线端子应无过热情况。每月对外露导电接触面进行一次红外测温。

（9）接地可靠，周边金属物无异常发热现象。

（10）场地清洁无杂物，无杂草。

3.2 停电维护及试验项目与周期

见表2。

3.3 发生线路短路故障时注意事项

每次发生短路故障后，电抗器受到短路电流的作用，要检查电抗器是否有位移，支撑绝缘子是否松动扭伤，检查绝缘瓷顶部和底部金属浇注部位有无松脱或开裂，引线有无弯曲，绝缘子底座的接地线应完整，绝缘支柱有无破碎，有无放电声及烧焦气味。

4 结语

串联电抗器投运至今，已经安全稳定运行了一年左右。在500 kV纵江—宝安线路加装电抗，可将该线路短路电流控制在50 kA以下，对降低500 kV纵江站短路电流也有比较明显的效果，以此增加广东电网运行方式的灵活性，同时也为今后串联电抗器在广东电网的推广应用积累经验。

参考文献

[1] 殷可，高凯.应用串联电抗器限制500 kV短路电流分析[J].华东电力，2004，32（9）.

[2] 祝瑞金，蒋跃强，杨增辉，等.串联电抗器限流技术的应用研究[J].华东电力， 2005，33（5）.endprint