感性无功补偿的问题

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1、关于感性无功补偿的一些技术问题张化良  西南电力设计院，四川成都610021摘要：概述了电力系统感性无功补偿的发展及其作用，并对工程实践的若干技术问题进行了分析，强调今后应解决好设备制造和工程设计问题。关键词：感性无功补偿；容性充电功率；并联电抗器中图法分类号：TM714.3文献标识码：B文章编号：1003－6954(2002)04－0021－03无功补偿是保证电压合格的重要因素，无功补偿又为容性补偿和感性补偿，缺容性无功，电压偏低，缺感性无功，则会出现电压偏高。电力系统的容性无功补偿，从高压到低

2、压，从变电所的集中补偿到用户的分散就地补偿，以及设备制造、运行管理、科研标准化工作，已有全面提高。感性无功补偿是随超高压电网的建立而发展起来的。因此，感性无功补偿起步稍晚一些，在工程应用上，不少技术问题有待进行研究，标准化工作开展得不多。本文从并联电抗器在电网中的作用，并联电抗器在工程应用中的一些问题，提请关注感性无功补偿，加强相关科研和标准化工作。1感性无功补偿的发展和作用20世纪70年代中国开始建立超高压电网，超高压输电线路中有大量的容性充电功率，如500kV线路每百公里充电功率达11～115

3、MVA。充电功率起因于架空输电线路的分布电容，所以，它是容性的。容性充电功率的存在，使电力系统产生诸多问题，必须进行感性无功补偿，即吸收充电功率，从而需要在电网中装设并联电抗器。中国并联抗器主要装设在四个电压等级上：35kV、66kV、330kV和500kV，装设于330kV和500kV的并联电抗器，通常叫高抗；而装设于变电所主变压器低压侧35kV和66kV侧的电抗器，又通常叫低抗。从以下几个数据中可以看出并联电抗器的发展速度是很快的：据全国统计1989年5070MVA，1990年5460MVA，

4、1993年7730MVA，1997年12790MVA，1998年已达19000MVA，现在已超过20000MVA。但是，感性无功仍然不足。按部颁标准《电力系统电压和无功电力技术导则》要求，高低压并联电抗器的装设容量，要达到线路充电功率的90%。感性无功补偿不足，致使电网电压偏高是有先例的，1995年东北电网的局部地区，500kV的最高电压达到556kV，220kV的最高电压为257kV，显然已经超过了设备的最高电压550kV和252kV，尽管只是短时，但对电气设备的安全运行仍是不利的。必须进行感性

5、补偿，吸收充电功率，降低工频电压。感性无功补偿原则也是分层就地平衡，在变电所装设高、低压并联电抗器，以达到对电压的控制，保证电压质量，提高电网运行的稳定性和经济性。高抗和低抗的作用是有区别的，它们在电网中的作用，可以归纳如下：1.1高抗的作用高抗安装在超高压变电所的开关站里，吸收超高压架空线路的容性充电功率，可以起到降低工频暂态过电压和限制操作过电压的作用，能达到提高系统稳定性和输送能力，减少线路中传输的无功，这样就可以降低有功损耗——线损，提高输电效率；还能降低工频稳态电压利于系统同期；有利于消

6、除同步电机带空载长线可能出现的自励磁现象。高抗中性点装设小电抗，可以补偿输电线路相间和对地电容，加速潜供电弧熄灭，有利于超高压线路单相快速重合闸的实现。综合上述，高抗是超高压变压所和开关站里的重要设备，对电网的安全运行起着重要作用。1.2低抗的作用低抗通常分组装设于超高压变电所主要的低压侧，作用是维持无功平衡。当高抗装设容量不足或装设高抗有困难时，装设低抗可以起补足作用，按无功平衡的需要进行分组投切，运行灵活，投入低抗还可以抑制轻负荷时母线电压升高。2感性补偿的一些技术问题感性补偿是利用高、低压电

7、抗器进行的补偿。当然，调相机也可以进相运行，吸收充电功率，但调相机虽有优点(既可以发出感性无功，也可发出容性无功，可以进行无级调节)，但也有缺点(旋转机械，结构复杂，噪音大、损耗大、运行维护麻烦、需要的运行和检修人员多)，所以，很长时间以来都没有再上调相机，以前装设的调相机也在逐步退出运行，如1990年全国有调相机475MVA，到1998年仅剩不到300MVA。电抗器和电容器一样，运行条件非常苛刻，一旦带电即满载运行，这就不像变压器，可以由空载、轻载，逐步过渡到满载。而且，电抗器全年的投运时间很长

8、，据统计，500kV变电所里的高抗，年投运率达8000h以上，装在主变三次侧的低抗，年投运率也接近8000h。高、低电压抗器在设备制造、工程设计时设备选型、参数确定、电气接线、布置与安装，以及保护、测量和控制方式诸多方面，有不少值得研究的问题，现分述如下：1)高抗都是油浸铁心式结构，像变压器，它们都有铁心、线圈、绝缘油、油箱、瓷套管以及散热器等。但电抗器与变压器工作原理不同，结构上的区别在于磁路，电抗器的铁心有气隙、磁阻大。电抗器制造的最大技术难点在于对漏磁通的处理。前几年，电抗器