電力系統(tǒng)中限流電抗器的應(yīng)用研究論文

1、LOGO電電力系力系統(tǒng)統(tǒng)中限流中限流電電抗器的抗器的應(yīng)應(yīng)用用研研究究論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容u第一部分第一部分 電抗器的概述電抗器的概述u第二部分第二部分 限流電抗器在電力系統(tǒng)中的作用分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的作用分析u第三部分第三部分 限流電抗器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用實(shí)例分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用實(shí)例分析 u第四部分第四部分 結(jié)論與分析結(jié)論與分析u第五部分第五部分 限流電抗器行情的回顧與展望限流電抗器行情的回顧與展望1.電抗器的概述電抗器的概述u1 電抗器原理電抗器原理 母線串聯(lián)電抗器以后，發(fā)生短路故障時，電抗器母線串聯(lián)電抗器以后，發(fā)生短路故障時，電抗器上的電壓降落較大，所以

2、也起到了維持母線電壓上的電壓降落較大，所以也起到了維持母線電壓水平的作用，使母線上的電壓波動較小，保證了水平的作用，使母線上的電壓波動較小，保證了非故障線路上的用戶電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性非故障線路上的用戶電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。u2 電抗器的結(jié)構(gòu)電抗器的結(jié)構(gòu) 電抗器是導(dǎo)線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；電抗器是導(dǎo)線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器u3 電抗器的作用。電抗器的作用。 降低工頻暫態(tài)過電壓，改善長輸電線路上的電壓降低工頻暫態(tài)過電壓，改善長輸電線路上的電壓分布，減輕了線路上的功率損失。分布，減輕了線路上的功率損失。1.電抗器的概述

3、電抗器的概述u4 電抗器的分類電抗器的分類 按結(jié)構(gòu)及冷卻介質(zhì)：分為空心式、鐵心式、干式按結(jié)構(gòu)及冷卻介質(zhì)：分為空心式、鐵心式、干式、油浸式等；、油浸式等； 按接法：分為并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器；按接法：分為并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器； 按功能：分為限流和補(bǔ)償；按功能：分為限流和補(bǔ)償； 按用途：按具體用途細(xì)分，例如限流電抗器、濾按用途：按具體用途細(xì)分，例如限流電抗器、濾波電抗器、平波電抗器等。波電抗器、平波電抗器等。2.限流電抗器在電力系統(tǒng)中的作用分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的作用分析u 限流電抗器在限流電抗器在35kv以下線路的作用以下線路的作用 根據(jù)實(shí)例分析：根據(jù)實(shí)例分析：限流電抗器在限流電抗器在該該

4、系統(tǒng)中系統(tǒng)中有利于高壓側(cè)的繼有利于高壓側(cè)的繼電分級保護(hù)電分級保護(hù)，有利于電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，有利于電氣設(shè)備的安全運(yùn)行；限流電抗器在；限流電抗器在該系統(tǒng)中該系統(tǒng)中有利于降低低壓側(cè)的短路電流有利于降低低壓側(cè)的短路電流，降低低壓保護(hù)電，降低低壓保護(hù)電器的工程投資，具有器的工程投資，具有經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性。u 220 kV變電站變電站10 kV側(cè)限流電抗器對系統(tǒng)的影響側(cè)限流電抗器對系統(tǒng)的影響 根據(jù)實(shí)例分析根據(jù)實(shí)例分析:加裝電抗器后主要加裝電抗器后主要造成后備保護(hù)靈敏度不足造成后備保護(hù)靈敏度不足，不能滿足規(guī)程中母線故障靈敏度的要求。且采用這種運(yùn)，不能滿足規(guī)程中母線故障靈敏度的要求。且采用這種運(yùn)行方式的變電站行

5、方式的變電站10kV母線故障時僅能由主變壓器母線故障時僅能由主變壓器10kV側(cè)側(cè)后備保護(hù)切除，動作時間長，短路電流大，易造成設(shè)備損后備保護(hù)切除，動作時間長，短路電流大，易造成設(shè)備損壞，且無后備保護(hù)動作，造成事故擴(kuò)大。若參數(shù)選擇不當(dāng)壞，且無后備保護(hù)動作，造成事故擴(kuò)大。若參數(shù)選擇不當(dāng)，可能造成串聯(lián)諧振。，可能造成串聯(lián)諧振。2.限流電抗器在電力系統(tǒng)中的作用分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的作用分析u500 kV 限流電抗器對瞬態(tài)電壓影響及過電壓耐限流電抗器對瞬態(tài)電壓影響及過電壓耐受分析受分析 在在單相短路單相短路情況下，會使變電站側(cè)的斷路器瞬態(tài)情況下，會使變電站側(cè)的斷路器瞬態(tài)恢復(fù)電壓有所增加。這使斷路器瞬

6、態(tài)恢復(fù)電壓超恢復(fù)電壓有所增加。這使斷路器瞬態(tài)恢復(fù)電壓超過了規(guī)定值；而過了規(guī)定值；而另一另一側(cè)的斷路器瞬態(tài)恢復(fù)電壓后側(cè)的斷路器瞬態(tài)恢復(fù)電壓后會有所減小，但不管是否安裝串聯(lián)電抗器，斷路會有所減小，但不管是否安裝串聯(lián)電抗器，斷路器的瞬態(tài)恢復(fù)電壓都器的瞬態(tài)恢復(fù)電壓都超過超過了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限制了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限制； 在在三相短路三相短路情況下，不論是否加入串聯(lián)電抗器，情況下，不論是否加入串聯(lián)電抗器，斷路器瞬態(tài)恢復(fù)電壓都已經(jīng)斷路器瞬態(tài)恢復(fù)電壓都已經(jīng)超過超過了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值值；3.限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析u短路電流限流開斷器短路電流限流開斷器 現(xiàn)代現(xiàn)代電力

7、系統(tǒng)的短路電流水平隨著電源容量的增電力系統(tǒng)的短路電流水平隨著電源容量的增加和電網(wǎng)的擴(kuò)大而急劇上升加和電網(wǎng)的擴(kuò)大而急劇上升, 常規(guī)斷路器很難滿常規(guī)斷路器很難滿足開斷電流要求足開斷電流要求.我們采用這種短路電流限流開斷我們采用這種短路電流限流開斷器器3.限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析u短路電流限流開斷器短路電流限流開斷器的工作原理的工作原理 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時, 快速隔離器內(nèi)部的電流快速隔離器內(nèi)部的電流傳感器檢測到主回路中的短路電流信號傳感器檢測到主回路中的短路電流信號, 將其傳將其傳遞給高壓側(cè)電子控制器遞給高壓側(cè)電子控制器, 由電子

8、控制器進(jìn)行信號由電子控制器進(jìn)行信號分析和處理分析和處理, 若短路電流信號超過整定值若短路電流信號超過整定值, 電子控電子控制器將發(fā)出點(diǎn)火信號制器將發(fā)出點(diǎn)火信號, 使快速隔離器中的執(zhí)行系使快速隔離器中的執(zhí)行系統(tǒng)點(diǎn)火統(tǒng)點(diǎn)火, 利用微型火工元件將斷口在數(shù)百微秒內(nèi)利用微型火工元件將斷口在數(shù)百微秒內(nèi)高速斷開高速斷開;在其開斷的過程中在其開斷的過程中, 故障電流轉(zhuǎn)移到特故障電流轉(zhuǎn)移到特種高壓熔斷器中種高壓熔斷器中, 由熔斷器熄滅電弧由熔斷器熄滅電弧. 此裝置具有此裝置具有高開斷能力、高速動作、靈敏度高高開斷能力、高速動作、靈敏度高等等特點(diǎn)特點(diǎn)3.限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的

9、應(yīng)用實(shí)例分析u采用限流開關(guān)與限流電抗器并聯(lián)是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用采用限流開關(guān)與限流電抗器并聯(lián)是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的限流保護(hù)方案的限流保護(hù)方案, 不但解決了高壓斷路器選擇的不但解決了高壓斷路器選擇的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性, 而且從根本上避免了正常運(yùn)行中串入限而且從根本上避免了正常運(yùn)行中串入限流電抗器帶來的電壓降流電抗器帶來的電壓降.電能損耗等問題電能損耗等問題, 提高了提高了變電站的功率因數(shù)變電站的功率因數(shù),電能質(zhì)量電能質(zhì)量, 有利于系統(tǒng)的安全有利于系統(tǒng)的安全節(jié)能運(yùn)行節(jié)能運(yùn)行, 是是FCLI的典型應(yīng)用方式之一的典型應(yīng)用方式之一.u大容量高速開關(guān)與限流電抗器并聯(lián)運(yùn)行應(yīng)用大容量高速開關(guān)與限流電抗器并聯(lián)運(yùn)行應(yīng)用uFSR裝置裝

10、置3.限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析3.限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析uFSR工作原理工作原理 短路故障發(fā)生，接到測控單元的分?jǐn)嗝詈?，短路故障發(fā)生，接到測控單元的分?jǐn)嗝詈?，F(xiàn)S爆破斷開；爆破斷開；FU為高壓限流熔斷器，為高壓限流熔斷器，F(xiàn)S分?jǐn)嗪笕謹(jǐn)嗪笕慷搪冯娏鞅黄攘魅瞬慷搪冯娏鞅黄攘魅薋U中，經(jīng)中，經(jīng)FU熔斷；熔斷；FR為氧為氧化鋅非線性組件，在化鋅非線性組件，在FU熔斷時的弧壓作用下由截熔斷時的弧壓作用下由截止變?yōu)閷?dǎo)通，吸收能量，減輕止變?yōu)閷?dǎo)通，吸收能量，減輕FU中的電弧壓力，中的電弧壓力，并把開斷

11、過程中的過電壓限制在設(shè)備允許的并把開斷過程中的過電壓限制在設(shè)備允許的25倍的相電壓以內(nèi)倍的相電壓以內(nèi)uFSR與限流電抗器并聯(lián)的特點(diǎn)與限流電抗器并聯(lián)的特點(diǎn) 正常運(yùn)行時母聯(lián)電抗器被正常運(yùn)行時母聯(lián)電抗器被FSR短接，電流基本上短接，電流基本上全部從全部從FSR中流過，從根本上中流過，從根本上避免了避免了正常運(yùn)行時正常運(yùn)行時電抗器帶來的電抗器帶來的電壓波動、電能損耗和漏磁場、各電壓波動、電能損耗和漏磁場、各段母線電壓段母線電壓不一致等問題。不一致等問題。3.限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析限流電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例分析uFSR裝置應(yīng)用效果裝置應(yīng)用效果 由于由于FSR組成器件的物理特性決定了組

12、成器件的物理特性決定了FSR的快速的快速性和限流性，可以使發(fā)電機(jī)、變壓器及短路器不性和限流性，可以使發(fā)電機(jī)、變壓器及短路器不再受短路電流峰值的沖擊，再受短路電流峰值的沖擊，延長了設(shè)備使用壽命延長了設(shè)備使用壽命，同時解決了因電抗器限制系統(tǒng)短路電流而帶來，同時解決了因電抗器限制系統(tǒng)短路電流而帶來的電能損耗、系統(tǒng)電壓波動、各段母線電壓不一的電能損耗、系統(tǒng)電壓波動、各段母線電壓不一致、漏磁場等問題，而且還保留了串聯(lián)電抗器限致、漏磁場等問題，而且還保留了串聯(lián)電抗器限制短路電流，提高母線殘壓的功能，制短路電流，提高母線殘壓的功能，使發(fā)電機(jī)組使發(fā)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)壓方便，并且節(jié)能明顯運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)壓方便，并且

13、節(jié)能明顯。5.限流電抗器行情的回顧與展望限流電抗器行情的回顧與展望u 我國限流電抗器發(fā)展歷史我國限流電抗器發(fā)展歷史u 50年代初，沈變年代初，沈變就開始生產(chǎn)用水泥電抗器電纜繞制的各種就開始生產(chǎn)用水泥電抗器電纜繞制的各種規(guī)格規(guī)格10kV級限流電抗器，繞組繞完后用混凝土澆注使其成級限流電抗器，繞組繞完后用混凝土澆注使其成為整體。限流電抗器本身容量并不大，一般在為整體。限流電抗器本身容量并不大，一般在2.5Mvar以以下，但要承受最多可達(dá)額定電流下，但要承受最多可達(dá)額定電流25倍的短路電流下的動、倍的短路電流下的動、熱穩(wěn)定。因?yàn)橐蘖?，電感值在很大電流范圍?nèi)應(yīng)為線性熱穩(wěn)定。因?yàn)橐蘖鳎姼兄翟诤艽箅?/p>

14、流范圍內(nèi)應(yīng)為線性，所以都是空心干式。，所以都是空心干式。 u 90年代以后年代以后，隨著隨著多層并聯(lián)、環(huán)氧樹脂包封多層并聯(lián)、環(huán)氧樹脂包封技術(shù)的發(fā)展技術(shù)的發(fā)展，限流電抗器多數(shù)采用干式空心并聯(lián)電抗器相同的技術(shù)生產(chǎn)限流電抗器多數(shù)采用干式空心并聯(lián)電抗器相同的技術(shù)生產(chǎn)，由，由環(huán)氧玻璃絲來確保短路時的動穩(wěn)定環(huán)氧玻璃絲來確保短路時的動穩(wěn)定。根據(jù)我國電力系。根據(jù)我國電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式，只有統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式，只有500kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)小電抗系統(tǒng)采用中性點(diǎn)小電抗接地。這種小電抗正常工作時實(shí)質(zhì)上只有很小的不平衡電接地。這種小電抗正常工作時實(shí)質(zhì)上只有很小的不平衡電流通過，但在系統(tǒng)單相接地故障時卻要求承受巨大

15、短路電流通過，但在系統(tǒng)單相接地故障時卻要求承受巨大短路電流下的動、熱穩(wěn)定。這種電抗器容量不大，用量不多，但流下的動、熱穩(wěn)定。這種電抗器容量不大，用量不多，但要求可靠性高，要求可靠性高，目前多數(shù)用油浸空心式，外加屏蔽目前多數(shù)用油浸空心式，外加屏蔽。5.限流電抗器行情的回顧與展望限流電抗器行情的回顧與展望u 電抗器未來發(fā)展前景電抗器未來發(fā)展前景 電能是最清潔又容易受控的能源，而電抗器作為無功補(bǔ)償電能是最清潔又容易受控的能源，而電抗器作為無功補(bǔ)償手段，在電力系統(tǒng)中是不可缺少的。手段，在電力系統(tǒng)中是不可缺少的。晶閘管的廣泛應(yīng)用晶閘管的廣泛應(yīng)用，電解整流裝置中，電解整流裝置中，自飽和電抗器有逐漸被取代之勢自飽和電抗器有逐漸被取代之勢。用晶。用晶閘管代替二極管整流，由晶閘管微調(diào)電壓，同樣起到飽和閘管代替二極管整流，由晶閘管微調(diào)電壓，同樣起到飽和電抗器的作用，而又免除了飽和電抗器帶來的損耗和噪聲電抗器的作用，而又免除了飽和電抗器帶來的損耗和噪聲。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，在經(jīng)濟(jì)上晶閘管代替二極管。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，在經(jīng)濟(jì)上晶閘管代替二極管也是可行的。目前至少在化工電解方面已非常普遍采用晶也是