隨著跨區(qū)域長(zhǎng)距離輸變電工程的建設(shè)及電壓等級(jí)的不斷提高,輸電線路的充電電容顯著增大。為了補(bǔ)償線路充電功率,抑制系統(tǒng)工頻過電壓,保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,高壓串聯(lián)電抗器是超高壓電網(wǎng)中必不可少的電氣設(shè)備。

     西北電網(wǎng)750kV官亭至蘭州東輸變電示范工程是中國(guó)目前電壓等級(jí)最高的輸變電工程,該工程于2005年9月26日投入運(yùn)行。作為示范工程起點(diǎn)的官亭變電站內(nèi)裝設(shè)了一組容量為300Mvar的750kV高壓串聯(lián)電抗器,該組電抗器通過隔離開關(guān)并聯(lián)在750kV官東Ⅰ線上,其中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地。

     2005年9月21日,在750kV輸變電示范工程系統(tǒng)調(diào)試過程中,發(fā)現(xiàn)官亭變電站750kV2號(hào)高壓串聯(lián)電抗器A、B、C三相振動(dòng)均有多個(gè)超標(biāo)點(diǎn)(出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格)。為了限制高壓串聯(lián)電抗器的振動(dòng),在生產(chǎn)廠家、陜西電科院等單位的配合下,西北電網(wǎng)公司采取了一系列的減振措施,并且,為了掌握電抗器振動(dòng)的具體狀況,對(duì)電抗器的振動(dòng)進(jìn)行了嚴(yán)密的跟蹤監(jiān)測(cè)。

     電抗器噪音產(chǎn)生的機(jī)理

     電抗器之所以會(huì)產(chǎn)生噪音,這是由其本身的結(jié)構(gòu)所決定的。鐵芯高壓串聯(lián)電抗器的中心問題是鐵芯特殊和漏磁,由此易帶來振動(dòng)較大和局部過熱問題,威脅設(shè)備及電網(wǎng)的安全運(yùn)行,迄今為止,振動(dòng)和過熱仍是鐵芯電抗器的2個(gè)世界性難題。因此,如何減小振動(dòng)和克服局部過熱就成為各制造廠家研制高壓串聯(lián)電抗器的重點(diǎn)課題。

     在空心線圈中插入鐵磁材料,即可提供更大電感,這是鐵芯電抗器的由來。高電壓、大容量并聯(lián)電抗器要獲得較大并且在一定條件下趨于穩(wěn)定的電抗,那么必須在鐵芯電抗器的鐵芯上串聯(lián)許多氣隙,用于增大磁阻、限制磁飽和的影響,這勢(shì)必帶來較之變壓器大得多的振動(dòng)問題和漏磁問題。變壓器一、二次繞組總是互相去磁,而電抗器只有一個(gè)繞組,沒有與其平衡的二次繞組,再加上其氣隙的影響,所以鐵芯電抗器漏磁通較大,若處理不好,大量的漏磁通會(huì)在部件中產(chǎn)生環(huán)流,引起局部過熱,加速絕緣油分解劣化,造成事故。

     電抗器由于鐵芯柱的分段,各段分別產(chǎn)生磁極,使鐵芯餅之間存在著磁吸引力,這些磁吸引力會(huì)引起額外的振動(dòng)和噪聲。由鐵芯餅、墊塊和鐵軛組成的系統(tǒng)還有可能出現(xiàn)機(jī)械共振現(xiàn)象,因此電抗器的振動(dòng)和噪聲都較大。在工頻電壓、電流情況下,交變的磁勢(shì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)、鐵芯磁密是交變的。電抗器各相鄰鐵芯餅之間任何瞬間都是異性磁極相鄰,所以其間的磁場(chǎng)力為吸引力,且其大小與磁密的平方成正比。在交變磁場(chǎng)的作用下,相鄰鐵芯餅之間的吸引力在零與最大值之間以2倍于電源頻率(50Hz)的頻率交變,從而造成鐵芯餅彈性變形的交變而產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),振動(dòng)頻率為100Hz。

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