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1、500kV逢宜变电站并联电抗器发热问题及改进措施 摘 要：主要针对电抗器发热问题进行浅论，两种形式电抗器的对比分析。 关键词：500kV逢宜变电站；并联电抗器贵港电网处于广西电网东南部，是广西电网重要的负荷中心之一。同时，贵港电网处于南方电网“西电东送”中通道的中部，是西电东送通道中一个较重要的负荷落点。贵港电网供电范围为贵港市区及所辖的桂平市、平南县。目前，贵港电网最高电压等级为500kV，主要通过来宾逢宜、逢宜玉林2回500kV线路与广西电网相连，通过安城谢村、来宾芙蓉、佳城社步、太华兴业、社步冠鹏、大安藤县6回220kV线路与相邻的南宁、来宾、玉林及梧州网区相连。目前正常运行情况下，贵港
2、与梧州网区开环运行，即大安藤县220kV线路开环运行；贵港与来宾、南宁、玉林网区合环，即来宾芙蓉、佳城社步、安城谢村、社步冠鹏4回220kV线路合环、220kV兴业站220kV母联合环运行。截至2013年底，贵港电网拥有500kV变电站1座，即逢宜站（2750MVA）。500kV逢宜变电站设计终期规模为主变容量3750MVA，500kV出线10回，220kV出线14回。500kV逢宜变电于2007年建成投产，现有主变容量2750MVA，500kV出线4回（至来宾、玉林各1回，至贵港电厂2回），220kV线路10回（至贵港电厂启备变、芙蓉、社步、大安各1回，至启航、运通、国茂各2回）。35kV无
3、出线，仅用于装设无功补偿装置和站用变，每台主变35kV侧终期按5组并联无功补偿设备设计，目前#1、#2主变35kV侧均已安装260Mvar并联电抗器及260Mvar并联电容器，两台主变35kV侧均预留1组并联电抗器位置。随着我国电力行业的发展，架空线路及远距离输电线路的增加，线路空载、轻载时，电容充电功率增大，从而引起工频过电压和操作过电压升高，目前这一现象已经在大部分地区显现。如果对线路的容性充电无功功率给予合理的补偿，不仅可以保证电力系统的安全、可靠、经济运行还提高了供电质量。因此并联电抗器是高压远距离输变电系统中的重要设备，其主要作用是补偿长线电容效应，能提高功率因数而改善供电质量、限制
4、电压升高而保护有电设备、减少线路损耗并维持无功平衡。500kV逢宜变电站的低压电抗器均采用干式空芯并联电抗器，由于是空心，电抗器没有铁芯对磁通的约束，也不能采取屏蔽措施，磁通散布空间，磁力线在线圈周围发散，经过周围空气闭合，所以电抗器周围空间存在强大的磁场。目前已出现邻近金属构架和接地网产生发热的现象，设备附近草皮出现枯黄，设备的运行安全问题存在较大隐患。据了解，空心并联电抗器的绝缘老化及漏磁问题是其无法避免的两大缺陷。空心并联电抗器漏磁产生的危害相当严重，具体表现为：1 对周围的电磁污染，使计算机和通讯无法正常运行；2 对钢结构件的建筑物有着严重的危害；3 对接地网，遮栏、构架等，都可能因金
5、属体构成闭环造成较严重的漏磁问题。若有闭环回路，如地网、构架、金属遮栏等，其漏磁将感应环流达数百安培。4 其产生的电磁噪音和电磁波对人体危害很大。漏磁将增大空心电抗器的损耗，因其建立的反向磁场同电抗器的部分绕组耦合而使电抗器电流增大和电位分布改变。对于空心电抗器漏磁问题目前办法不是很多，其采取的补救处理手段效果一直不是很理想。因为漏磁问题空心并联电抗器不适合室内运行，只适合户外运行。而户外运行其绝缘受到的威胁又非常大。空心电抗器表面喷涂的绝缘材料老化及表面污物沉积。在环境湿度大的情况下，表面污层易受潮，导致表面泄漏电流增大，最后形成沿面树枝状放电而烧毁；空心电抗器绝缘材料的环境适应能力差。在高
6、海拔、盐雾、昼夜温差大等情况下绝缘老化速度加快。目前，国内电力系统35kV并联电抗器主要采用两种结构：油浸式铁芯电抗器和干式空芯电抗器。干式空芯电抗器具有结构简单、重量轻、维护方便和无铁芯饱和等优点，一直以来在电网中得到广泛应用，但多年运行也出现了不少问题。现在对干式空心并联电抗器与油浸式并联电抗器进行对比分析：（1）空心电抗器线圈以常压固化的环氧树脂为外包绝缘，其可耐受电压极其有限，由于线圈对地电容和匝间纵向电容的影响，电压分布不均匀。在不均匀的电场及潮湿、污秽的作用下，电抗器表面电位梯度较大的地方，空气将局部游离形成电晕和迅速移动的分枝滑闪放电。空气游离也将在绝缘表面产生亚硝酸和硝酸，腐蚀
7、绝缘，最终造成空心电抗器匝间击穿短路。另外，在高海拔、盐雾、昼夜温差大等情况下空心电抗器的绝缘老化速度也会加快。这都属原理性缺陷，因此空心电抗器对运行环境的适应能力较差，运行过程中存在安全隐患。而干式铁心电抗器的线圈绝缘为真空浇注环氧树脂，油浸式电抗器绝缘为油纸配合绝缘。两种绝缘方式的稳定性都很高，可保证设备安全稳定地运行。（2）由于空心并联电抗器以空气为导磁介质，其磁场散发。包封的漏磁通过其它包封时则在该包封产生环流损耗，因此其损耗较大。而铁心式并联电抗器由铁心作为导磁介质，其磁场集中，漏磁小，因此其损耗比空心电抗器小很多。（3）铁心电抗器由于拥有良好的导磁介质，其漏磁基本在产品内形成闭合，
8、对附近设备基本不造成隐患。空心电抗器的漏磁是其一大原理性缺陷。空心电抗器磁路系统，通过空气闭合，不仅对通讯系统造成干扰和影响，而且漏磁场在空抗周围金属件（如：金属围栏，接地线）中感应电势，形成比较大的电流，引起发热和损耗。由于漏磁污染，空心并联电抗器不适户内运行。另外，空心电抗器的漏磁还易使周围的金属产生环流，这将增大产品运行损耗。总结：1 空抗对周围环境产生电磁污染，使周围计算机、通讯设备等无法正常运行；铁抗漏磁几乎为0，对周围计算机、通讯等设备无影响；2 空抗对周围钢结构建筑物产生发热等严重的危害；铁抗不会引起周围钢结构建筑物发热等危害；3 若电抗器周围的金属体构成闭环回路，如地网、构架、
9、金属遮栏等，空抗的漏磁将会在金属体中感应电势产生高达数百安培的环流，从而产生较严重的漏磁危害。铁抗不会产生此类危害；4 空抗其产生电磁波对人体危害很大，国内外已有诸多相关报道。铁抗无电磁危害；5 同电压等级同容量的空抗损耗大于铁心电抗器40%以上，能源浪费，运行成本较高！综上所述，油浸式铁心电抗器绝缘强度和耐受电压高，预期使用寿命长，损耗小，占地面积小，漏磁污染方面比空心电抗器更环保，铁心电抗器在各性能指标、运行稳定性及性价比等方面均优于空心电抗器。电抗器作为变电站的重要电气设备，其运行质量直接影响到电网的安全平稳运行。因此，更换电抗器的形式可以改善500kV逢宜变电站内电抗器发热问题，消除电网运行安全隐患，为贵港电网提供更安全、更节能的无功补偿方案，对贵港电网的安全平稳运行显得尤为重要。