平波电抗器原理及应用

1、平波电抗器用于整流以后的直流回路中。整流电路的脉波数总是有限的，在输出的整直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害的，需要由平波电抗器加以抑制。直流输电的换流站都装有平波电抗器，使输出的直流接近于理想直流。直流供电的晶闸管电气传动中，平波电抗器也是不可少的。 平波电抗器与直流滤波器一起构成高压直流换流站直流侧的直流谐波滤波回路。平波电抗器一般串接在每个极换流器的直流输出端与直流线路之间，是高压直流换流站的重要设备之一。平波电抗器和直流滤波器一起构成直流T型谐波滤波网，减小交流脉动分量并滤除部分谐波，减少直流线路沿线对通信的干扰和避免谐波使调节不稳定。 平波电抗器还能防止由直流线路产生的陡波冲击

2、进入阀厅，使换流阀免遭过电压的损坏。当逆变器发生某些故障时，可避免引起继发的换相失败。可减小因交流电压下降引起逆变器换相失败的机率。当直流线路短路时，在整流侧调节配合下，限制短路电流的峰值。 电感值并不是越大越好，因为电感的增大对直流输电系统的自动调节特性有影响。在直流输电系统中，当直流电流发生间断时，会产生较高过电压，对绝缘不利，使控制不稳定。 平波电抗器通过限制由快速电压变化所引起的电流变化率来防止直流电流的间断，从而降低换流器的换相失败率。表1供货范围及设备技术规格一览表序号名 称单位项目要求投标方保证型式、规格数量型式、规格数量1干式空芯平波电抗器台型式：户外、干式空芯额定工作时对地电

3、压：±12.5kV(考虑谐波后不小于±15kV)；推荐绝缘水平：125kV(雷电冲击)；95kV（操作冲击）；额定直流电流2000A；额定电感30mH（推荐）； 含非磁性支柱绝缘子及玻璃钢支架。绝缘子爬距：1256mm；绝缘子及套管为复合材质21 使用条件本设备招标书技术文件要采购的干式空心平波电抗器，其安装地点的实际外部条件见表1.1：设备外部条件一览表。投标方应对所提供的设备绝缘水平、温升等相关性能参数在工程实际外部条件下进行校验、核对，使所供设备满足实际外部条件要求及全工况运行要求。表1.1 设备外部条件一览表 （项目单位填写）序号名称单位金官站1周围空气温度最高气温

4、40最低气温-10最大日温差K252海拔m17003太阳辐射强度wcm20.14污秽等级d5覆冰厚度mm106风速m/s347湿度日相对湿度平均值95月相对湿度平均值958耐受地震能力（水平加速度） （垂直加速度）g0.3*0.195*1.1 正常使用条件1.1.1 周围空气温度最高不超过40，且在24h内测得的平均温度不超过35。最低温度不低于-10。1.1.2 环境相对湿度（在25时）日相对湿度平均值不大于95%；月相对湿度平均值不大于90%。应考虑凝露对设备的影响。1.1.3 太阳辐射强度投标方所供设备应考虑阳光辐射强度的影响，晴天中午的辐射强度为1000W/m2。1.1.4 海拔高度适

5、用于设备的外绝缘，绝缘水平的设计规定海拔高度不超过1000m。1.1.5 污秽按IV级防污选取设备的爬电比距。1.1.6 覆冰厚度不超过10mm。1.1.7 降雨量年最大：2600mm日最大：300mm1.1.8 风速正常使用条件：不超过35m/s1.1.9 振动耐受地震烈度规定为8度：水平分量 0.25g垂直分量 0.125g本设备应能承受用三周正弦波的0.25g水平加速度和0.125g垂直加速度同时施加于支持结构最低部分时，在共振条件下所发生的动态地震应力，并且安全系数应大于1.67。4.2 特殊使用条件凡不满足4.1条正常使用条件之外的特殊条件，如环境温度、海拔、污秽等级等条件项目单位应

6、在表4.1中明确，且应在招标书的相应技术条款及表11 中对有关技术参数及要求加以修正、说明，并在提交需求计划及招标书时向物资部门特别明确。1.2.1 周围空气温度和湿度对于酷热气候，应优先选用的最低和最高温度的范围规定为：-25+55。日相对湿度平均值不大于98%。1.2.2 海拔高度对于使用在海拔高于1000m处的设备，其外绝缘在标准参考大气条件下的绝缘水平是将适用场所要求的绝缘耐受电压乘以海拔修正系数Ka。系数Ka可按下式计算：式中：H为投标方所供设备安装地点的海拔高度，以m为单位。注1：在任一海拔处，内绝缘的绝缘特性是相同的，不需采取特别的措施。关于外绝缘和内绝缘的定义见GB/T 311

7、.2。注2：对于低压辅助设备和控制设备，海拔低于2000m时， 不需采取特别措施。如用于2000m以上海拔，需采取的措施见GB/T 16935.1。注3：海拔高度可参照下列要求确定：a. 海拔在1000-2000m范围，设备外绝缘水平按2000m海拔修正；b. 海拔在2000-2500m范围，设备外绝缘水平按2500m海拔修正；c. 海拔在2500-3000m范围，设备外绝缘水平按3000m海拔修正；d. 海拔高于3000m，应考虑实际运行地点的环境，经专题研究后确定。1.2.3 污秽对于沿海严重污秽地区，达到III级污秽时，考虑到未来调整爬距困难，可按IV级选取设备爬电比距。污秽等级相对低之

8、间最小标称爬电比距（mm/kV)25311.2.4 覆冰厚度覆冰对20级不超过20mm，对30级不超过30mm。1.2.5 其它参数设备在其它特殊使用条件下使用时，用户应参照GB/T 4796、GB/T 4797、GB/T 4798的规定提出其环境参数。2 技术要求1.1 基本参数1.1.1 基本外部要求交流系统参数1) 系统额定频率: 50Hz2) 系统标称电压: 35kV3) 系统最高运行电压: 40.5kV4) 系统中性点接地方式: 不接地直流系统参数1） 整流方式：12脉动整流2） 额定输出直流电压：±12.5kV3） 最高运行直流电压：±20kV4） 额定输出直流

9、电流：2000A5) 安装地点: 户外1.1.2 技术要求电抗器的型式单相、干式、空芯、铝绕组、户外型。电抗器电压对地电压±12.5kV dc(考虑谐波后不小于±15kV)最高运行电压：±20kV dc额定电流 A2000允许持续电流 A1.2倍额定电流额定电感 mH30(推荐值)电感容许偏差：单相偏差： 0+5%电抗器容量kvar/损耗kW75额定电压和额定频率下,损耗不大于0.4%额定容量温升平均温升:58K绕组热点温升:78K绝缘水平125kV瓷套爬电距离1256mm过激励能力最高电压下可长期运行噪音水平距离电抗器边缘2米处,噪音水平不大于65dB绝缘材料耐

10、热等级F级防护等级户外运行条件；1.2设计与结构要求1.2.1 接线板a) 应配备单片平板式接线板, 并应设计为防电晕式。满足自身回路机械强度(安全系数不小于2.5倍)要求，并满足动、热稳定要求。若采用高强螺栓连接，应提供紧固扭矩的要求。厂方须在图纸中标明接线板的材料及结构形式、厚度、大小。接线板应能承受技术规范的机械强度要求，接线板具体细节应在图纸中加以说明。接线板接触面的电流密度应小于0.15A/mm2。b) 电抗器应能耐受施加在其上面的连续和短时联合荷载，联合荷载应由其相应荷载分量的向量和来计算。设备长期作用的组合负荷不小于：设备自重+导线水平拉力+设备最大风载。长期作用的组合荷载安全系

11、数不小于2.5；同时，施加在接线板上的纵向水平张力，因地震在设备上引起的动力荷载，设备承受的25的最大风压和设备的重量。其安全系数不应低于1.67。c) 端子板接线板横断面和接触面的长期允许电流不应小于额定电流的1.3 倍。端子板与连接线的连接部位的接触电阻应尽可能小，温升不应超过DL/T593标准规定的温升极限，并提供该试验下的连接方式。1.2.2 起吊设施电抗器应设有起吊设施。1.2.3 对其它设备和金属部件最小磁净距不形成封闭回路应由制造厂满足1.2.4 制造厂应提供电抗器安装与装配的特殊材料1.2.5 绝缘材料应能承受:a) 震动或变化的机械应力。b) 重复的膨胀和收缩。1.2.6 对

12、材料及工艺的要求设备、部件制造中所用的材料应该是新的、优质的、无缺陷的和无损伤的。其种类、成份、物理性能应按照最佳的工程实践, 并适合相应的设备、部件的用途。材料应符合本条件书所列的类型、技术规范和等级或与之等效。材料的详细规范,包括等级、牌号、类别均应在厂家提供审查的详图中表示出来。所有零部件应符合规定尺寸并遵照核准图纸加工并具有互换性。所有结合面、基准面和金属部件应精加工。所有铸件在有螺帽处要经加工整平。图纸上要标明规定加工等级的代号。所有螺栓、螺帽和管件螺纹应符合“国际标准化组织”关于这方面的最新标准, 并完全符合国际计量规格的规定。1.2.7 铸件要求铸件要符合模型、外形工整、质量均匀

13、、形态一致, 并经X光探伤证明无气孔砂眼、夹渣、缩孔、裂纹和其他缺陷, 并应依其用途充分处理干净。铸件上的重大缺陷不得进行修理、填堵和施焊。在铸件关键部位出现过量的杂质或合金分凝即应予报废, 在变换截面的地方应配置构造上容许的最大限度的加强筋。1.2.8铭牌标志电抗器铭牌应符合国标，铭牌用不锈钢材料制成，字样、符号应清晰耐久，铭牌在设备正常运行时其安装位置应明显可见。铭牌至少应标出下列内容： 1) 国名。 2) 制造厂名（不以工厂所在地地名为厂名者，应同时标出地名）。3) 电抗器名称。 4) 电抗器型号。 5) 标准代号。 6) 设备额定电压及最高电压。7) 额定电流(A)。 8 )额定频率。

14、9) 设备种类：户内或户外，及允许使用的最高海拔。 10) 额定绝缘水平。11) 额定电抗率。12) 电抗器的总重。13) 出厂序号。14) 制造年月。1.3专业接口要求 暂无。3 试验根据相关国标和行标等有关标准及其补充说明进行各项试验，有关条款的特殊要求和补充应在试验期间遵守并执行。3.1 型式试验 型式试验是为了验证所设计和制造的设备的性能是否能够达到相应产品标准的要求。1) 绝缘电阻测量2) 直流电阻测量3) 阻抗值测量4) 损耗测量5) 温升试验6) 匝间耐压试验3.2 出厂试验出厂试验是为了发现产品所用材料和制造中的缺陷，它不应损伤产品的性能和可靠性。出厂试验应在整体组装后进行，应该对每台成品进行检验，以确保每台产品与已经通过型式试验的产品相一致。1) 绝缘电阻测量2) 直流电阻测量3) 阻抗值测量4) 损耗测量3.3 现场交接试验设备安装完好并完成所有的连接后，应进行现场交接试验。交接试验是为了确认设备在经过运输、储存、现场安装和/或调整等过程后是否存在损坏、各个单元的兼容性、装配是否正确。1) 测量绕组连同套管的直流电阻2) 绕组连同套管的交流耐压试验4产品对环境的影响制造厂应该提供有关设备对环