变电工区课件-电抗器

晋城供电分公司变电工区

培训课件系列之电抗器制作人：第一课件小组目录一电抗器的概念和分类二并联电抗器三串联电抗器四限流电抗器五电抗器型号的含义目录六电抗器的主要技术参数七电抗器的运行维护八电抗器的常见故障九电抗器异常情况及处理电抗器的概念和分类电抗器的概念电抗器的分类电抗器的概念和分类电抗器的概念

电抗器是一种电感元件，它可以用来限制短路电流、补偿电容电流、与电容器耦合组成静止无功补偿装置、滤波装置、高频阻波器等。电抗器的概念和分类电抗器的分类

电抗器的种类很多，分类方法也多种多样。1、按电压等级分类：高压电抗器、低压电抗器2、按相别分类：单相电抗器、三相电抗器3、按绝缘介质分类：油浸式电抗器、干式电抗器4、按结构分类：空心电抗器、铁芯电抗器（铁芯电抗器又分为带气隙和不带气隙两种）电抗器的概念和分类5、按作用分类：并联电抗器、串联电抗器、限流电抗器、中性点接地电抗器（也称消弧线圈）、滤波电抗器、阻尼电抗器等6、按接入方式分类：并联电抗器、串联电抗器7、按安装环境分类：户内式电抗器、户外式电抗器在变电运行工作中，用到的主要是限流电抗器、并联电抗器和串联电抗器，我们将分别予以详细介绍。电抗器的概念和分类

晋城500kV变电站晋临II线线路并联电抗器电抗器的概念和分类

晋城500kV变电站主变低压侧并联电抗器电抗器的概念和分类

曲堤220kV变电站电容器组串联电抗器电抗器的概念和分类

晋城500kV变电站35kV母线限流电抗器并联电抗器并联电抗器的概念并联电抗器的作用并联电抗器的接入方式并联电抗器的结构

并联电抗器的保护装置并联电抗器在哪些情况下应退出运行？并联电抗器500kV变电所并联高压电抗器加装中性点小电抗器的作用是什么？装有并联高压电抗器的500kV变电所为什么还要加装低压电抗器？如何投退500kV高压并联电抗器？并联电抗器的概念

并联电抗器并联在母线或高压输电线路上，是一个空心或具有带间隙铁芯的线性电感线圈，早期的并联电抗器仅用于较低电压等级的电网（6~35kV）中，只能接在发电机的母线上或变压器的低压侧，用于补偿母线上的容性电流（例如晋城500kV变电站35kV母线侧的电抗器），其优点是电抗器电压等级不高，制造容易，价格便宜，缺点是当变压器因故障退出运行时，电抗器也同时被切除，起不到应有的补偿作用。随着电网的发展和制造水平的不断提高，出现了高压大容量的可并联与超高压输电线路的电抗器。并联电抗器的作用

并联电抗器是超高压电网中普遍采用的重要电气设备之一，它在电网中的作用主要包括以下四点：1、降低工频电压升高。2、降低操作过电压。3、避免发电机带空长线出现自励过电压。4、有利于单相重合闸。

并联电抗器的作用降低工频电压升高

超高压输电线路一般距离较长，可达数百公里。由于线路采用分裂导线，线路的相间和对地电容均很大，在线路带电的情况下，线路相间和对地电容中产生相当数量的容性无功功率，且与线路的长度成正比，其数值可达200~300kvar,大量容性功率通过系统感性元件（发电机、变压器、输电线路）时，末端电压将要升高,即所谓‘‘容升’’现象。在超高压线路上接入并联电抗器后，可补偿线路上的容性电流，削弱容升效应，限制线路末端工频电压的升高。并联电抗器的容量QL对空载长线电容无功功率QC的比值QL／QC称为补偿度。通常，补偿度选在６０％左右。并联电抗器的作用降低操作过电压

操作过电压产生于断路器的操作，当系统中用断路器接通或切除部分电气元件时，在断路器的断口上会出现操作过电压，它往往是在工频电压升高的基础上出现的，如甩负荷、单相接地等均产生工频电压升高，当断路器切除接地故障或接地故障切除后重合闸时，又引起系统操作过电压，工频电压升高与操作过电压迭加，使操作过电压更高。所以，工频电压升高的程度直接影响操作过电压的幅值。加装并联电抗器后，限制了工频电压升高，从而降低了操作过电压的幅植。并联电抗器的作用避免发电机带空长线出现自励过电压

当发电机经变压器带空载长线路启动，空载发电机全电压向空载线路合闸，发电机带线路运行线路末端甩负荷等，都将形成较长时间发电机带空载线路运行，形成了一个L—C电路，当空长线电容C的电抗值XC合适时，能导致发电机自励磁（即L—C回路满足谐振条件产生串联谐振）。自励磁会引起工频电压升高，其值可达1.5~2.0倍的额定电压，甚至更高，它不仅使并网的合闸操作（包括零起生压）成为不可能，且其持续发展也将严重威胁网络中电气设备的安全。并联电抗器能大量吸收空载长线路上的容性无功功率，破坏发电机自励磁产生的条件，对防止发电机自励磁起着重要作用。并联电抗器的作用有利于单相重合闸

为了提高运行可靠性，超高压电网中常采用单相自动重合闸，由于超高压输电线路间电容和电感（互感）很大，故障相断开短路电流后，非故障相电源（电源中性点接地）将经过这些电容和电感向故障点继续提供电弧电流（即潜供电流），使故障处电弧难以熄灭。如果线路上并联三相Y形接线的电抗器，且Y形接线的中性点经小电抗器接地，就可以限制和消除单相接地处的潜供电流，使电弧熄灭，有利于重合闸成功。这时的小电抗器相当于消弧线圈。并联电抗器的作用

在下图中，若超高压长线路中A相接地，则A相两端断路器跳闸，B、C相仍连接于电源，由于线路间存在相间电容和互感，于是B、C相的负荷电流通过互感M对A相感应电动势，并以A相对地电容C0为回路，给故障点提供电流，同时B、C相的工作电压通过相间电容C也会给故障点提供电流，使故障相在断开电源后仍能维持一定的接地电流i，这个电流成为潜供电流。并联电抗器的作用潜供电流的产生并联电抗器的作用

当线路中传输很大的功率时，即使不装电抗器，也不会出现电压的容升现象，此时若投入大量的电抗器反而使电网无功负荷过重和有功损耗增大，这是不经济的，因此，并联电抗器的容量、数目及安装位置一般是按照在空载、轻载以及接通空载线路等运行方式下保证设备电压在允许范围内，并考虑与输电线路相连的无功功率的平衡条件来确定的。还应指出的是，电抗器是一个电感元件，设计时应合理选择电抗器容量，避免于线路电容形成并联谐振。并联电抗器的接入方式

超高压线路并联电抗器一般采用星形接线，中性点根据需要经一小电抗器接地。电抗器根据需要或不需要切除，其接入方式通常有以下三种：并联电抗器的接入方式

1、通过断路器、隔离开关将电抗器接入线路。这种接入方式投资大，但运行方式较灵活，在线路重载时，能方便的切除部分电抗器。需要切除的并联电抗器通常采用这种接入方式。并联电抗器的接入方式

2、通过隔离开关或直接将电抗器接入线路。采用这种接入方式，在线路传输功率很大，需要将适量电抗器退出运行时，只有将线路暂时停电，方能将电抗器退出，而且当电抗器故障或保护误动时，会使线路随之停电。不需要切除的并联电抗器通常采用这种接入方式，此时应注意，在分、合隔离开关前要检查线路确无电压。并联电抗器的接入方式

3、将电抗器通过放电间隙接入线路。放电间隙应能耐受一定的工频电压，它被一个开关S所并接，如下图所示。正常情况下，开关S断开，电抗器退出运行。当该处电压达到间隙放电电压时，开关S闭合，电抗器自动投入，工频电压随即降低。

s并联电抗器的结构

超高压大容量充油电抗器的外形与变压器相似，但内部结构不同。变压器的绕组有一次绕组和二次绕组，铁芯磁路中没有气隙，而电抗器只是一个磁路带气隙的电感线圈。由于系统运行需要，要求电抗器的电抗值在一定范围内恒定，即电压与电流的关系是线性的，所以并联电抗器的铁芯磁路必须带有气隙。超高压并联电抗器按铁芯结构可分为两种，即壳式电抗器和芯式电抗器。现分别介绍如下：并联电抗器的结构壳式电抗器（空心式电抗器）

壳式电抗器线圈中的主磁通道是空芯的，不放置导磁介质，在线圈外部装有用硅钢片叠成的框架以引导主磁通。壳式电抗器由于没有主铁芯，电磁力小，相应的噪音和振动比较小，而且加工方便，冷却条件好，缺点是材料消耗多，体积偏大。并联电抗器的结构芯式电抗器

芯式电抗器具有带多个气隙的铁芯，外套线圈。气隙一般由不导磁的砚石组成。由于其铁芯密度高，因此材料消耗少，结构紧凑，自振频率高，存在低频共振的可能性小。主要缺点是加工复杂，技术要求高，振动和噪声较大。目前我国制造的高电压大容量并联电抗器只采用芯式结构。并联电抗器的结构

并联电抗器结构形式还可分为单相和三相两种。对于500kV及以上电压等级的并联电抗器，由于相间绝缘问题，大多数采用单相结构。并联电抗器按外壳结构可分为钟罩式和平顶式两种。钟罩式电抗器的外壳与底部用螺栓连接，现场检修时只须松掉底部螺栓，吊起钟罩即可。平顶式外壳多半采用焊成整体结构，密封性良好，但现场检修时必须割开焊缝，施工较困难。并联电抗器保护装置

1压力释放保护。当电抗器内压力异常升高到一定数值时，释放阀动作释放压力，保护其箱壳不致变形，释放阀动作后可自行复归。此为并联电抗器压力释放管并联电抗器保护装置

2温度指示系统。所有电抗器都配置上层油温计，一部分电抗器带有绕组温度计。上层油温计带有电触点，当温度异常并上升至某一数值时，电触点接通，发出“油温高”告警信号。当温度达到危险值时，另一对触点接通，电抗器跳闸。并联电抗器保护装置

3气体继电器保护。电抗器本体与油枕连接的油管中，装有气体继电器，当电抗器有内部故障时，油中分解的气体通过继电器，气体流量或流速超过某一数值时，气体继电器动作，触点导通，发出告警信号或跳闸。并联电抗器保护装置

4油位指示器电抗器油枕上装有油位指示器，正常时监视其油位。它也带有电触点，当油位异常升高至某一数值时，发生告警信号。并联电抗器并联电抗器在哪些情况下应退出运行？

1、电抗器内部有强烈的爆炸和严重的放电声。2、释放装置向外喷油或冒烟。3、电抗器着火。4、在正常情况下，电抗器的温度不正常并不断上升超过105℃时。5、电抗器严重漏油使油位下降，并低于油位计的指示限度。6、电网运行电压低于额定电压0.95UN时。并联电抗器500kV变电所并联高压电抗器加装中性点小电抗器的作用是什么并联电抗器

500kV变电所并联高压电抗器加装中性点小电抗器是为了补偿线路对地电容，使相对地阻抗趋于无穷大，消除潜供电流的纵向分量，提高重和闸的成功率。但中性点小电抗器的阻抗大小应进行必要计算，以免引起电磁谐振。并联电抗器装有并联高压电抗器的500kV变电所为什么还要加装低压电抗器？

500kV线路的充电功率主要由500kV线路并联电抗器吸收，剩余的充电功率将由几组安装在低压侧的低压电抗器吸收。虽然低压电抗器不能限制500kV线路的潜供电流，也不能减少投切线路时的电压波动，而且当变压器停电时，低压电抗器也将随之退出，但低压电抗器可以分组进行调压，以适应运行方式变化对无功平衡的要求，可以较方便地调节系统电压。在变电所建设初期，500kV线路功率波动较大时，这个特点尤为重要。不过，在变压器的低压侧安装低压电抗器，将占用变压器的一部分容量。并联电抗器如何投退500kV高压并联电抗器？

高压并联电抗器有直接接于线路和经断路器接于线路的两种方式。如高压电抗器直接接于线路，投、停高压电抗器的操作必须在500kV线路冷备用或检修状态下，经验电器验明线路无电的情况下方可进行操作。串联电抗器串联电抗器串联电抗器

串联电抗器通常用于并联电容器组回路。在电容器组投入运行时，起到抑制冲击电流的作用；同时，还与电容器一起组成谐波回路，起到对高次谐波的滤波作用。串联电抗器串联电抗器实物图串联电抗器并联电容器组串联电抗器接线图限流电抗器限流电抗器的概念限流电抗器的作用普通限流电抗器分裂电抗器

限流电抗器的概念

限流电抗器一般串联在高压电路中，用来限制短路电流。限流电抗器包括普通限流电抗器和分裂电抗器两大类。限流电抗器的作用

限流电抗器主要作用有：1、限制短路电流随着电力系统中单机容量及总装机容量的增大，系统中短路电流也可能很大，为使配电设备能承受短路电流的冲击，有时必须选择用重型设备，有时甚至选择不到合适的设备。当系统中采用了限流电抗器后，可减小短路电流，从而将短路电流限制在断路器等电气设备的承受能力以内，并且在系统要求的条件可以得到满足的情况下，能够对断路器、母线、电缆等进行更经济的选择。限流电抗器的作用

2、使母线保持较高的残余电压当母线与母线之间，母线的出线上装有限流电抗器时，若相邻母线或母线出线的电抗器侧发生短路时，由于限流电抗器阻抗较大，使得非故障母线上保持有较高的残余电压，从而保证接在母线上面的设备能够继续运行，提高系统运行的稳定性，减轻短路的危害程度。限流电抗器通常装在出线端或母线间，因此限流电抗器按安装地点可分为线路电抗器和母线电抗器两种。普通限流电抗器

普通限流电抗器是一个中间无抽头的空心电感线圈，其磁路的磁导率小，而且不存在饱和现象，其电抗值在绕组匝数、形状以及频率不变的情况下是一个常数，不随通过电抗器电流的大小而改变。由于铁磁性材料构成的磁路具有非线性饱和特性，短路时铁芯趋于饱和，电抗值将减小，削弱了限制短路电流的能力，因此一般限流电抗器只有绕组而无铁芯，从而避免铁磁性材料构成的磁路对限制短路电流的不利影响。

普通限流电抗器

早期的限流电抗器常做成混凝土柱式结构，外形如下图所示：

其绕组由纱包纸绝缘的导线制成，在专设的支架上浇注成水泥支柱，水泥硬化后再放入真空罐中干燥，由于水泥的吸湿性很大，干燥后还要涂漆，涂漆后可防止水分浸入水泥中。普通限流电抗器

混凝土柱式电抗器常做成单相，置于室内。当由三个单相混凝土柱式电抗器组成电抗器组时，有三种排列方式，即三个单相自下而上垂直重叠排列；两相垂直重叠，一相水平；三相并列水平排列，如下图所示。普通限流电抗器

为了减小相间绝缘的支持绝缘子承受的拉伸力，不同排列方式对线圈的绕向要求不同。在三相垂直重叠排列时，中间相电抗器的绕组应与上下两相绕组的绕向相反；在两相垂直重叠一相水平布置时，垂直重叠的两相电抗器绕组的绕向要相反，另一相与上面的那相绕组相同；三相并列水平排列时，三相电抗器绕组的绕向相同。普通限流电抗器

由于混凝土柱式电抗器绝缘耐热等级低，易开裂，损耗大，占地多，使用不方便，因此，随着环氧树脂材料的广泛应用，现在新型的限流电抗器多开用玻璃纤维加环氧树脂的复合绝缘结构，其绕组一般为多层绕组并联的筒形结构，绕组选用小截面圆导线多股平行绕制，可使涡流损耗和漏磁损耗明显减小。普通限流电抗器

绕组外部由环氧树脂浸透的玻璃纤维缠绕，严密包封，并经整体高温固化，各包封之间有通过撑条形成的通风气道，便于空气对流进行冷却，提高了散热性能。这种电抗器机械强度很高，能耐受短路电流的冲击，满足动、热稳定的要求，噪声低，体积小，质量轻，运输方便，安装灵活（三相垂直布置和三相水平布置均可），运行安全。

分裂电抗器

发生短路故障后，从限制短路电流和维持母线残压得角度看，要求电抗器的电抗越大越好，但在正常运行中，为了减少电抗器上的电压损失，要求电抗器的电抗越小越好，采用分裂电抗器有助于解决这一矛盾。分裂电抗器的绕组由缠绕方向相同的两个分支构成，并在中间留有抽头。分裂电抗器分裂电抗器电抗器型号的含义电抗器型号的含义

电抗器型号的含义

1、空芯限流电抗器XKK—10—1000—6其中XK表示限流电抗器，K表示空芯，10表示额定电压（kV），1000表示额定电流（A），6表示电抗百分数。电抗器型号的含义

2、串联电抗器CKSQ—300/10.5其中CK表示串联电抗器，S表示三相（如果是D的话表示单相），Q表示加强型，300表示额定容量（kvar）,10.5表示额定电压（kV）。电抗器型号的含义

3、并联电抗器BKDF—P—50000/500其中BK表示并联电抗器，D表示单相，F表示风冷，P表示强迫油循环，50000表示额定容量（kvar），500表示额定电压（kV）电抗器的主要技术参数电抗器的主要技术参数

电抗器的主要技术参数

1、额定电压UN(kV)2、额定电流IN(A)3、额定频率FN(HZ)4、额定容量QN(KVA)5、实测电感量L(H)6、电抗XK(Ω)和电抗百分数XK(%)7、相数(单相或三相)8、极限温升（℃）9、总损耗（KW）10、噪音水平(dB)电抗器的运行维护电抗器正常运行的注意事项电抗器的巡视检查项目电抗器的注意事项

1、高压并联电抗器一般不允许超过铭牌规定的额定值长期连续运行，最高额定电压不得超过1.1倍额定电压，电流不得超过1.1倍额定电流。高压并联电抗器过电压运行时，要特别注意电流的变化情况、温度和接头的过热情况以及异常声音及油位等情况。2、对于采用A级绝缘的油浸式并联电抗器，其油位及油温应与无功负荷及环境温度相对应，为了防止电抗器绝缘和油劣化过快，其顶层油温度一般不宜超过85℃，最高不得超过95℃，绕组的温升一般不超过65℃，上层油的温升一般不超过55℃。电抗器的注意事项

3、高压并联电抗器在投入和退出时会出现过电压，常需装设避雷器加以保护，一般不允许其脱离避雷器运行。在雷雨后，要检查避雷器的动作情况，以判断避雷器有无遭受雷击过电压。4、高压并联电抗器的投退应根据系统需要，案调度命令执行。5、高压并联电抗器正常运行时，瓦斯保护和压力释放装置应投入跳闸。6、电抗器的运行环境温度一般不要超过35℃。7、主变压器恢复送电时，严禁带电抗器空载充电。电抗器的巡视检查

电抗器基本上是在接近满负荷的状态下运行，在运行中可能会发生温度高、震动大、局部过热等现象，因此必须认真监视和维护。1、检查电抗器外观是否清洁，基础是否完好稳固无倾斜，有无积垢和异物，壳体有无损伤。2、检查套管瓷件有无破损和闪络放电现象。3、检查并记录油浸式电抗器的上层油温度、线圈温度、环境温度和无功负荷，分析温度与负荷和环境温度是否对应，校核温升是否超过允许值。电抗器的巡视检查

4、检查油浸式电抗器的油位、油色是否正常，油温与油位的对应关系是否符合要求。5、检查高压并联电抗器的各阀门、密封处、管道连接处、气体继电器等有无渗漏油。6、检查各处接头接触是否良好，有无发红、冒气、冰雪融化等过热现象，连接线有无弯曲和断股损伤，连接金具是否变形，紧固件、连接件是否松动，外壳接地是否稳固可靠。7、检查压力释放装置密封是否良好，有无喷油痕迹或动作现象。电抗器的巡视检查

8、检查油浸式电抗器硅胶呼吸器的硅胶是否干燥，油封杯油面是否正常，呼吸是否畅通，油封杯油中有无气泡翻动。9、检查高压并联电抗器有无噪声、振动声