1、LOGO电电力系力系统统中限流中限流电电抗器的抗器的应应用用研研究究论文的结构和主要内容论文的结构和主要内容u第一部分第一部分 电抗器的概述电抗器的概述u第二部分第二部分 限流电抗器在电力系统中的作用分析限流电抗器在电力系统中的作用分析u第三部分第三部分 限流电抗器在电力系统中应用实例分析限流电抗器在电力系统中应用实例分析 u第四部分第四部分 结论与分析结论与分析u第五部分第五部分 限流电抗器行情的回顾与展望限流电抗器行情的回顾与展望1.电抗器的概述电抗器的概述u1 电抗器原理电抗器原理 母线串联电抗器以后，发生短路故障时，电抗器母线串联电抗器以后，发生短路故障时，电抗器上的电压降落较大，所以
2、也起到了维持母线电压上的电压降落较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。u2 电抗器的结构电抗器的结构 电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器u3 电抗器的作用。电抗器的作用。降低工频暂态过电压，改善长输电线路上的电压降低工频暂态过电压，改善长输电线路上的电压分布，减轻了线路上的功率损失。分布，减轻了线路上的功率损失。1.电抗器的概述电
3、抗器的概述u4 电抗器的分类电抗器的分类 按结构及冷却介质：分为空心式、铁心式、干式按结构及冷却介质：分为空心式、铁心式、干式、油浸式等；、油浸式等；按接法：分为并联电抗器和串联电抗器；按接法：分为并联电抗器和串联电抗器；按功能：分为限流和补偿；按功能：分为限流和补偿；按用途：按具体用途细分，例如限流电抗器、滤按用途：按具体用途细分，例如限流电抗器、滤波电抗器、平波电抗器等。波电抗器、平波电抗器等。2.限流电抗器在电力系统中的作用分析限流电抗器在电力系统中的作用分析u 限流电抗器在限流电抗器在35kv以下线路的作用以下线路的作用 根据实例分析：根据实例分析：限流电抗器在限流电抗器在该该系统中系
4、统中有利于高压侧的继有利于高压侧的继电分级保护电分级保护，有利于电气设备的安全运行，有利于电气设备的安全运行；限流电抗器在；限流电抗器在该系统中该系统中有利于降低低压侧的短路电流有利于降低低压侧的短路电流，降低低压保护电，降低低压保护电器的工程投资，具有器的工程投资，具有经济性经济性。u 220 kV变电站变电站10 kV侧限流电抗器对系统的影响侧限流电抗器对系统的影响 根据实例分析根据实例分析:加装电抗器后主要加装电抗器后主要造成后备保护灵敏度不足造成后备保护灵敏度不足，不能满足规程中母线故障灵敏度的要求。且采用这种运，不能满足规程中母线故障灵敏度的要求。且采用这种运行方式的变电站行方式的变
5、电站10kV母线故障时仅能由主变压器母线故障时仅能由主变压器10kV侧侧后备保护切除，动作时间长，短路电流大，易造成设备损后备保护切除，动作时间长，短路电流大，易造成设备损坏，且无后备保护动作，造成事故扩大。若参数选择不当坏，且无后备保护动作，造成事故扩大。若参数选择不当，可能造成串联谐振。，可能造成串联谐振。2.限流电抗器在电力系统中的作用分析限流电抗器在电力系统中的作用分析u500 kV 限流电抗器对瞬态电压影响及过电压耐限流电抗器对瞬态电压影响及过电压耐受分析受分析 在在单相短路单相短路情况下，会使变电站侧的断路器瞬态情况下，会使变电站侧的断路器瞬态恢复电压有所增加。这使断路器瞬态恢复电
6、压超恢复电压有所增加。这使断路器瞬态恢复电压超过了规定值；而过了规定值；而另一另一侧的断路器瞬态恢复电压后侧的断路器瞬态恢复电压后会有所减小，但不管是否安装串联电抗器，断路会有所减小，但不管是否安装串联电抗器，断路器的瞬态恢复电压都器的瞬态恢复电压都超过超过了标准规定限制了标准规定限制；在在三相短路三相短路情况下，不论是否加入串联电抗器，情况下，不论是否加入串联电抗器，断路器瞬态恢复电压都已经断路器瞬态恢复电压都已经超过超过了标准规定的限了标准规定的限值值；3.限流电抗器在电力系统中的应用实例分析限流电抗器在电力系统中的应用实例分析u短路电流限流开断器短路电流限流开断器 现代现代电力系统的短路
7、电流水平随着电源容量的增电力系统的短路电流水平随着电源容量的增加和电网的扩大而急剧上升加和电网的扩大而急剧上升,常规断路器很难满常规断路器很难满足开断电流要求足开断电流要求.我们采用这种短路电流限流开断我们采用这种短路电流限流开断器器3.限流电抗器在电力系统中的应用实例分析限流电抗器在电力系统中的应用实例分析u短路电流限流开断器短路电流限流开断器的工作原理的工作原理 当系统发生短路故障时当系统发生短路故障时,快速隔离器内部的电流快速隔离器内部的电流传感器检测到主回路中的短路电流信号传感器检测到主回路中的短路电流信号,将其传将其传递给高压侧电子控制器递给高压侧电子控制器,由电子控制器进行信号由电
8、子控制器进行信号分析和处理分析和处理,若短路电流信号超过整定值若短路电流信号超过整定值,电子控电子控制器将发出点火信号制器将发出点火信号,使快速隔离器中的执行系使快速隔离器中的执行系统点火统点火,利用微型火工元件将断口在数百微秒内利用微型火工元件将断口在数百微秒内高速断开高速断开;在其开断的过程中在其开断的过程中,故障电流转移到特故障电流转移到特种高压熔断器中种高压熔断器中,由熔断器熄灭电弧由熔断器熄灭电弧.此装置具有此装置具有高开断能力、高速动作、灵敏度高高开断能力、高速动作、灵敏度高等等特点特点3.限流电抗器在电力系统中的应用实例分析限流电抗器在电力系统中的应用实例分析u采用限流开关与限流
9、电抗器并联是一种经济实用采用限流开关与限流电抗器并联是一种经济实用的限流保护方案的限流保护方案,不但解决了高压断路器选择的不但解决了高压断路器选择的经济性经济性,而且从根本上避免了正常运行中串入限而且从根本上避免了正常运行中串入限流电抗器带来的电压降流电抗器带来的电压降.电能损耗等问题电能损耗等问题,提高了提高了变电站的功率因数变电站的功率因数,电能质量电能质量,有利于系统的安全有利于系统的安全节能运行节能运行,是是FCLI的典型应用方式之一的典型应用方式之一.u大容量高速开关与限流电抗器并联运行应用大容量高速开关与限流电抗器并联运行应用uFSR装置装置3.限流电抗器在电力系统中的应用实例分析
10、限流电抗器在电力系统中的应用实例分析3.限流电抗器在电力系统中的应用实例分析限流电抗器在电力系统中的应用实例分析uFSR工作原理工作原理 短路故障发生，接到测控单元的分断命令后，短路故障发生，接到测控单元的分断命令后，FS爆破断开；爆破断开；FU为高压限流熔断器，为高压限流熔断器，FS分断后全分断后全部短路电流被迫流人部短路电流被迫流人FU中，经中，经FU熔断；熔断；FR为氧为氧化锌非线性组件，在化锌非线性组件，在FU熔断时的弧压作用下由截熔断时的弧压作用下由截止变为导通，吸收能量，减轻止变为导通，吸收能量，减轻FU中的电弧压力，中的电弧压力，并把开断过程中的过电压限制在设备允许的并把开断过程
11、中的过电压限制在设备允许的25倍的相电压以内倍的相电压以内uFSR与限流电抗器并联的特点与限流电抗器并联的特点 正常运行时母联电抗器被正常运行时母联电抗器被FSR短接，电流基本上短接，电流基本上全部从全部从FSR中流过，从根本上中流过，从根本上避免了避免了正常运行时正常运行时电抗器带来的电抗器带来的电压波动、电能损耗和漏磁场、各电压波动、电能损耗和漏磁场、各段母线电压段母线电压不一致等问题。不一致等问题。3.限流电抗器在电力系统中的应用实例分析限流电抗器在电力系统中的应用实例分析uFSR装置应用效果装置应用效果 由于由于FSR组成器件的物理特性决定了组成器件的物理特性决定了FSR的快速的快速性
12、和限流性，可以使发电机、变压器及短路器不性和限流性，可以使发电机、变压器及短路器不再受短路电流峰值的冲击，再受短路电流峰值的冲击，延长了设备使用寿命延长了设备使用寿命，同时解决了因电抗器限制系统短路电流而带来，同时解决了因电抗器限制系统短路电流而带来的电能损耗、系统电压波动、各段母线电压不一的电能损耗、系统电压波动、各段母线电压不一致、漏磁场等问题，而且还保留了串联电抗器限致、漏磁场等问题，而且还保留了串联电抗器限制短路电流，提高母线残压的功能，制短路电流，提高母线残压的功能，使发电机组使发电机组运行稳定，调压方便，并且节能明显运行稳定，调压方便，并且节能明显。5.限流电抗器行情的回顾与展望限
13、流电抗器行情的回顾与展望u 我国限流电抗器发展历史我国限流电抗器发展历史u 50年代初，沈变年代初，沈变就开始生产用水泥电抗器电缆绕制的各种就开始生产用水泥电抗器电缆绕制的各种规格规格10kV级限流电抗器，绕组绕完后用混凝土浇注使其成级限流电抗器，绕组绕完后用混凝土浇注使其成为整体。限流电抗器本身容量并不大，一般在为整体。限流电抗器本身容量并不大，一般在2.5Mvar以以下，但要承受最多可达额定电流下，但要承受最多可达额定电流25倍的短路电流下的动、倍的短路电流下的动、热稳定。因为要限流，电感值在很大电流范围内应为线性热稳定。因为要限流，电感值在很大电流范围内应为线性，所以都是空心干式。，所以
14、都是空心干式。u 90年代以后年代以后，随着随着多层并联、环氧树脂包封多层并联、环氧树脂包封技术的发展技术的发展，限流电抗器多数采用干式空心并联电抗器相同的技术生产限流电抗器多数采用干式空心并联电抗器相同的技术生产，由，由环氧玻璃丝来确保短路时的动稳定环氧玻璃丝来确保短路时的动稳定。根据我国电力系。根据我国电力系统的中性点接地方式，只有统的中性点接地方式，只有500kV系统采用中性点小电抗系统采用中性点小电抗接地。这种小电抗正常工作时实质上只有很小的不平衡电接地。这种小电抗正常工作时实质上只有很小的不平衡电流通过，但在系统单相接地故障时却要求承受巨大短路电流通过，但在系统单相接地故障时却要求承
15、受巨大短路电流下的动、热稳定。这种电抗器容量不大，用量不多，但流下的动、热稳定。这种电抗器容量不大，用量不多，但要求可靠性高，要求可靠性高，目前多数用油浸空心式，外加屏蔽目前多数用油浸空心式，外加屏蔽。5.限流电抗器行情的回顾与展望限流电抗器行情的回顾与展望u 电抗器未来发展前景电抗器未来发展前景 电能是最清洁又容易受控的能源，而电抗器作为无功补偿电能是最清洁又容易受控的能源，而电抗器作为无功补偿手段，在电力系统中是不可缺少的。手段，在电力系统中是不可缺少的。晶闸管的广泛应用晶闸管的广泛应用，电解整流装置中，电解整流装置中，自饱和电抗器有逐渐被取代之势自饱和电抗器有逐渐被取代之势。用晶。用晶闸
16、管代替二极管整流，由晶闸管微调电压，同样起到饱和闸管代替二极管整流，由晶闸管微调电压，同样起到饱和电抗器的作用，而又免除了饱和电抗器带来的损耗和噪声电抗器的作用，而又免除了饱和电抗器带来的损耗和噪声。随着电力电子技术的进步，在经济上晶闸管代替二极管。随着电力电子技术的进步，在经济上晶闸管代替二极管也是可行的。目前至少在化工电解方面已非常普遍采用晶也是可行的。目前至少在化工电解方面已非常普遍采用晶闸管，铝电解方面则还在沿用饱和电抗器。但是，利用铁闸管，铝电解方面则还在沿用饱和电抗器。但是，利用铁磁材料的非线性特性，通过不同方式来控制电压，控制无磁材料的非线性特性，通过不同方式来控制电压，控制无功仍然有其发展前途。再说，功仍然有其发展前途。再说，电力电子技术的发展会对电电力电子技术的发展会对电力系统和电力装备带来很多变化，但作为无功补偿元件的力系统和电力装备带来很多变化，但作为无功补偿元件的电抗器仍然是不可缺少的。电抗器仍然是不可缺少的。
