【電抗器常識】串聯電抗器在華東電網的應用分析(下)

       上篇文章我們談到串聯電抗器在華東電網的應用分析(上)，下面我們就這一話題接著分析。
    
       3、電磁暫態分析
       電磁暫態分析的主要結論有:
       A、串接電抗器后工頻過電壓、合空載長線過電壓和單相自動重合閘過電壓都符合相關標準的要求,電氣設備的正常絕緣是安全的。
       B、發生區外接地故障時,斷路器分閘所引起的本線路的對地過電壓符合相關標準的要求;電抗器縱向絕緣在避雷器和電容器的保護下,其過電壓也在絕緣的安全范圍以內。

       C、發生區內接地故障時,電抗器縱向絕緣在避雷器和電容器的保護下,其過電壓在絕緣的安全范圍以內。斷路器斷口的恢復電壓幅值也在標準允許范圍內。但是在單相短路時,斷路器斷口恢復電壓的上升率(RRRV)小于或接近標準的允許值,而在三相短路時, RRRV通常接近甚至超過標準的允許值較多(開斷60%電流,最大可達到6～7 kV /μs) 。不過,三相短路的情況在系統中極少發生。計算所得到RRRV 值通常要大于系統中實際產生的數值,因為計算中僅考慮恢復電壓在工頻下的衰減,而沒有考慮恢復電壓在高頻下的衰減(高頻下的衰減比工頻下的衰減快) ,而且也沒有考慮斷口電弧電阻的影響。

       D、故障點的接地電阻R對RRRV 有較大影響,計算中R考慮為0. 1Ω,如R考慮較大的數值, RRRV將明顯減小。線路兩端的斷路器跳閘次序對RRRV 也有較大影響, 后跳的斷路器RRRV較大。計算中斷路器跳閘時間的設定為:0. 04 s故障, 0. 08 s兩端斷路器開始跳閘,或者0.08 s及0. 1 s先后跳閘。

       E、串聯電抗器安裝點對側的RRRV較高,由于泗涇的開關遮斷能力為63 kA,而南橋為50kA,所以串抗安裝在南橋側對滿足RRRV的要求有幫助。
       F、應在電抗器兩端并聯避雷器,其額定電壓應不小于162 kV,否則避雷器的通流容量難以滿足要求。

      4、現場條件
      泗涇站如選擇將母線分段并安裝串抗聯絡的方式,則可以利用第3串與第4串之間預留的間隔,間隔場地具有安裝2臺串抗及附加刀閘的位置;南橋站不具備安裝母線聯絡串抗的條件。泗涇站及南橋站如選擇線路出線端安裝串抗的方式,均需在變電站圍墻外與第一桿鐵塔間重新征地。在分段母線間裝串抗需在串抗兩端各加裝1臺隔離刀閘,用于設備檢修,為提高電網可靠性,可以在串抗旁邊加1臺旁路刀閘。對于大氣過電壓、操作過電壓,由于母線上各出線已有避雷器,因此無須特別考慮。在出線端安裝串抗,由于已經有線路刀閘,無需加裝隔離刀閘,對于大氣過電壓、操作過電壓,出線已有1組避雷器,需在串抗另一端加1組避雷器。

      5、電抗器基本參數
      根據華東電網實際情況,初步估算了串聯電抗器的參數:系統電壓525 kV,額定阻抗25Ω ～30Ω (建議30Ω) ,額定電流2500～3 000 A,額定短時電流10 kA ～20 kA。建議采用空心干式。為防止雷電波侵害,需加強電抗器兩端的匝間絕緣并在電抗器兩端配備避雷器加以保護。考慮到可靠性的要求,可采用六相備一相的接線方式。

      干式電抗器的尺寸粗略估計為直徑約4 m～5 m、高度約11 m～12 m (其中:線圈分兩級,每級高約3. 5 m;支撐絕緣子約高5 m) 。總重量估計超過30 t。由于體積、重量很大,不宜采用重疊排列,而以三相并列為佳。三相并列布置則三相間的互感較小,相互作用力較小,電抗器的溫升較小,利于電抗器的運行。

      6、結語
      應用串聯電抗器限制系統的短路電流由來已久,國外在超高壓系統中已有成功的應用,同時被廣泛應用于控制系統潮流。短路電流問題是制約華東電網發展的關鍵性因素,應用串聯電抗器可以有效地限制電網的短路電流水平,是控制系統短路電流方案中一個不錯的可選技術措施。

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