干式空芯電抗器的應(yīng)用和壽命

干式空芯電抗器的應(yīng)用和壽命3

在電容器回路安裝阻尼電抗器（即串聯(lián)電抗器），在電容器回路投入時(shí)起抑制涌流的作用。同時(shí)與電容器組一起組成濾波器，起各次諧波的濾波作用。如：在 500kV 變電站 35kV 側(cè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的電容器回路中，為了限制投入電容器組時(shí)的涌流和抑制電力系統(tǒng)的高次諧波，在 35kV 電容器回路中必須安裝阻尼電抗器。當(dāng)電容器組的額定容量為了 2.52MVar 時(shí)，組成 3 次諧波和 5 次諧波濾波支路的電抗器的額定電感分別為 26.2mH 和 9.2mH ，其對(duì)地絕緣水平為 35kV 級(jí)。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)研制干式空芯電抗器起步較晚，目前并聯(lián)電抗器的額定電壓等級(jí)為63kV，無(wú)功容量為120MVar，電力阻波器的額定電壓500kV。需要說(shuō)明的是，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電抗器》 GB10229—88 和 IEC289—88 中均對(duì)阻尼電抗器的使用和技術(shù)條件作了詳細(xì)規(guī)定。但國(guó)內(nèi)有些部門(mén)將阻尼電抗器稱為串聯(lián)電抗器，嚴(yán)格來(lái)講這是不合適的，因?yàn)樯鲜鰳?biāo)準(zhǔn)中均設(shè)有串聯(lián)電抗器這個(gè)名稱。

國(guó)內(nèi)高新技術(shù)企業(yè)上海中繼電力，十五年實(shí)力廠家，專業(yè)生產(chǎn)空心電抗器。
空心電抗器類型
空心電抗器主要分空心串聯(lián)電抗器、空心濾波電抗器、空心并聯(lián)電抗器、空心限流電抗器、空心平波電抗器、空心分裂電抗器、空心起動(dòng)電抗器等，常用于無(wú)功補(bǔ)償、濾除諧波、限流等場(chǎng)合。制造電抗器的材料有金屬材料和絕緣材料兩大類，金屬材料耐高溫，而絕緣材料長(zhǎng)期在較高的溫度、電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下，會(huì)逐漸失去原有的力學(xué)性能和絕緣性能，例如變脆、機(jī)械強(qiáng)度降低、電穿。

空心電抗器

空心電抗器運(yùn)行時(shí)，它的使用壽命要受到上述各種負(fù)荷和環(huán)境的影響，其中熱負(fù)荷和環(huán)境的影響。因?yàn)?，在保持足夠的機(jī)械和電氣特性下，電抗器繞組的熱穩(wěn)定溫升被認(rèn)為是其主要的性能指標(biāo)之一。為此， IEC 及相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中均對(duì)采用各種不同耐溫等級(jí)絕緣材料的電抗器的工作溫升限值規(guī)定如表列所示。對(duì)于蒙特申格爾壽命定律的半對(duì)數(shù)θ＝f(lnT),得到含有方向常數(shù)（-1/α）的直線，該直線如圖所示，這就是繞組的壽命（繞組耐熱等級(jí)為B和H）與繞組工作溫度的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)溫升較高時(shí)，電抗器運(yùn)行時(shí)的熱流強(qiáng)度的增加而趨于不均勻，其平均溫度與熱點(diǎn)溫度的差值也增大。

　  電抗器運(yùn)行時(shí)，它的繞組既是導(dǎo)熱介質(zhì)、又是熱源，它的溫度一般來(lái)說(shuō)在空間上總是按一定規(guī)律呈曲線分布。這樣就有了熱點(diǎn)溫升和平均溫升之分，電抗器繞組的溫升限值以其熱點(diǎn)溫升為準(zhǔn)，平均溫升是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)是否合理和經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。平均溫升與與熱點(diǎn)溫升之間有一定的規(guī)律性聯(lián)系，電抗器繞組絕緣的熱壽命和絕緣是否受損應(yīng)用繞組熱點(diǎn)溫升來(lái)決定。每根導(dǎo)線表面都用多層絕緣性能良好的聚酯薄膜進(jìn)行半疊繞包，使之具有很高的絕緣強(qiáng)度。而不是平均溫升來(lái)決定。干式空芯電抗器的使用壽命根據(jù)蒙特申格爾（ Montsingey ）的壽命定律來(lái)計(jì)算：

　 （ 1 ）上式中， T 為絕緣材料的使用壽命； A 為常數(shù)（根據(jù)電抗器所用絕緣材料的耐溫等級(jí)確定）； θ 為常數(shù)，約為 0.88 ； θ 為絕緣材料的實(shí)際工作溫度。

對(duì)于蒙特申格爾壽命定律的半對(duì)數(shù) θ ＝ f (lnT), 得到含有方向常數(shù)（ -1/α ）的直線，該直線如圖所示，這就是繞組的壽命（繞組耐熱等級(jí)為  B 和 H ）與繞組工作溫度的函數(shù)關(guān)系。運(yùn)輸要求：電抗器在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)保持平穩(wěn)，無(wú)嚴(yán)重振動(dòng)、顛簸和沖擊現(xiàn)象，并應(yīng)防止雨淋和風(fēng)雪直接侵入。
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　  從式（ 1 ）和圖中可以看出，每種絕緣材料都有一個(gè)固定的溫度變化值。在某一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，若電抗器繞組的熱點(diǎn)溫度比所用絕緣材料的允許溫度低，則絕緣材料老化緩慢，壽命延長(zhǎng)。反之則絕緣老化加速，壽命縮短。對(duì)于電抗器的整個(gè)壽命而言，這一絕緣壽命的延長(zhǎng)或縮短便構(gòu)成了壽命的補(bǔ)償。每種絕緣材料的壽命減少一半或增加一倍的溫度變化值是固定不變的。該溫度變化值對(duì)于為 8 ℃ ，對(duì)于 B 級(jí)為 8~10 ℃ ，對(duì)于 H 級(jí)為 12 ℃ 。由于的 Δθ ＝ 8 ℃ 。因而蒙特申格爾壽命定律還稱為 8 ℃ 規(guī)律， H 級(jí)一般稱為 12 ℃ 規(guī)律。

綜上所述，每種絕緣材料均有其耐受的絕緣溫度，當(dāng)電抗器繞組的熱點(diǎn)溫度超過(guò)溫度時(shí)，絕緣材料將迅速碳化而喪失絕緣性能和力學(xué)性能。u整個(gè)電抗器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊、能長(zhǎng)期運(yùn)行再戶外氣候條件下，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單方便。因此若電抗器經(jīng)常過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，一定要在定貨時(shí)與制造廠協(xié)商，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮經(jīng)常過(guò)負(fù)荷的工作狀態(tài)，保證電抗器必要的運(yùn)行壽命。

國(guó)內(nèi)高新技術(shù)企業(yè)上海中繼電力，十五年實(shí)力廠家，專業(yè)生產(chǎn)空心電抗器。經(jīng)常被使用在高壓直流系統(tǒng)或與鋼鐵有色冶金企業(yè)的大型整流饋電式直流電動(dòng)機(jī)串聯(lián)使用。
空心電抗器類型
空心電抗器主要分空心串聯(lián)電抗器、空心濾波電抗器、空心并聯(lián)電抗器、空心限流電抗器、空心平波電抗器、空心分裂電抗器、空心起動(dòng)電抗器等，常用于無(wú)功補(bǔ)償、濾除諧波、限流等場(chǎng)合。

電抗率選擇的一般原則

電抗率選擇的一般原則

（1）電容器裝置接入處的背景諧波為3次  (當(dāng)接入電網(wǎng)處的背景諧波為3次及以上時(shí)，一般為12%；也可采用4.5%～6%與12%兩種電抗率。BKK型空心電抗器（并聯(lián)電抗器）配備的防護(hù)罩于2007年通過(guò)航天工業(yè)總公司的風(fēng)洞試驗(yàn)，模擬十二級(jí)臺(tái)風(fēng)，試驗(yàn)結(jié)果安全系數(shù)大于28倍。)
　　1)3次諧波含量較小，可選擇0.1%～1%的串聯(lián)電抗器，但應(yīng)驗(yàn)算電容器裝置投入后3次諧波放大是否超過(guò)或接近國(guó)標(biāo)限值，并且有一定的裕度。
　　2)3次諧波含量較大，已經(jīng)超過(guò)或接近國(guó)標(biāo)限值，選擇12%或12%與4.5%～6%的串聯(lián)電抗器混合裝設(shè)。
(2)電容器裝置接入處的背景諧波為3次、5次
　　1)3次諧波含量很小， 5次諧波含量較大（包括已經(jīng)超過(guò)或接近國(guó)標(biāo)限值），選擇4.5%～6%的串聯(lián)電抗器，忌用0.1%～1%的串聯(lián)電抗器。
　　2）3次諧波含量略大， 5次諧波含量較小，選擇0.1%～1%的串聯(lián)電抗器，但應(yīng)驗(yàn)算電容器裝置投入后3次諧波放大是否超過(guò)或接近國(guó)標(biāo)限值，并且有一定的裕度。
　　3）3次諧波含量較大，已經(jīng)超過(guò)或接近國(guó)標(biāo)限值，選擇12%或12%與4.5%～6%的串聯(lián)電抗器混合裝設(shè)。
(3)電容器裝置接入處的背景諧波為5次及以上
　　1）5次諧波含量較小，應(yīng)選擇4.5%～6%的串聯(lián)電抗器。
　　2）5次諧波含量較大，應(yīng)選擇4.5%的串聯(lián)電抗器。
　　3)對(duì)于采用0.1%～1%的串聯(lián)電抗器，要防止對(duì)5次、7次諧波的嚴(yán)重放大或諧振；對(duì)于采用4.5%～6%的串聯(lián)電抗器，要防止對(duì)3次諧波的嚴(yán)重放大或諧振。