直流換流站平波電抗器的設計及安裝測試探究

李俊洲

摘 要：隨著我國特高壓電力工程的大力發展，高壓直流供電系統因其無感抗、無容抗、可精確控制電能等級和方向等優勢，已逐漸成為運距供電的主要方式，其主要由兩個直流換流站和直流配電線路組成。直流換流站作為直流電和交流電得以相互轉換的關鍵設備，其主要由直流換流器、換流變壓器、交直流濾波器和平波電抗器等組成。其中，平波電抗器作為連接換流器輸出端口和直流配電線路的關鍵性裝置，其對于高壓直流供電系統的安全高效運行有著非同一般的意義，因此，本文將對直流換流站平波電抗器的設計要點、安裝測試流程進行簡要的闡述，以期為相關人士提供幫助。

關鍵詞：直流換流站；平波電抗器；設計要點；安裝測試

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

1.直流換流站平波電抗器設計的影響因素

1.1 諧波傳播與直流濾波對平波電抗器設計的影響

在高壓直流供電系統中，平波電抗器主要用于降低整流電路內電壓和電流的波動程度，進而影響諧波在高壓直流供電系統內的傳播狀態，因此，常將平波電抗器看作直流濾波系統內至關重要的一部分。一般情況下，從諧波電流的傳播狀態、外界干擾因素等方面進行考慮，平波電抗器設計的越大其優勢發揮的才越充分，但在平波電抗器的設計過程中，其還需綜合考慮實際使用情況、經濟成本等因素對其的影響，也就是要在設計、制造成本的投入與功能優勢的充分發揮之間找到一個絕佳的平衡點。

1.2 平波電抗器功能優勢對平波電抗器設計的影響

一般情況下，平波電抗器在高壓直流供電系統內主要可發揮以下幾種功能優勢：可以在最小直流電流水平下正常運行；在逆變直流換流站或直流換流站轉換電流出現故障時，其可限制閾電流水平以上的直流電流的傳輸；在高壓直流供電系統出現旁路故障時，其可限制閾電流水平以上的直流電流的傳輸；在直流配電線路出現傳輸故障時，其可限制閾電流水平以上的直流電流的傳輸；協助保護開關避免高壓直流供電系統受到直流配電線路對其造成的快速正向沖擊。而上述功能都是在設計平波電抗器的電感最小值時應綜合考慮的關鍵因素，比如，平波電抗器的波動電流應大于高壓直流供電系統的最小直流電流水平，以此避免出現變壓儀器設備和平波電抗器產生不連續電流和過電壓的現象。

1.3 其他影響因素對平波電抗器設計的影響

在平波電抗器的設計過程中，除了要考慮上述因素對其的影響之外，在設計平波電抗器的參數時，還應避免在平波電抗器、直流濾波器內的電容器和直流配電線路之間產生臨界諧振，進而避免諧波放大等問題的發生。另外，還要特別注意一定要避免在基頻和二次諧波之間產生諧振，而高壓直流供電系統的諧振頻率則應低于直流供電側的特性諧波頻率，且平波電抗器的參數設計還應綜合考慮多種供電系統的多種運輸模式。

2.直流換流站平波電抗器的安裝測試流程

2.1 安裝測試的前期準備

由于平波電抗器具有占地面積大、重量巨大、配件繁多等特點，因此在進行平波電抗器的安裝測試時，一定要確保其安裝場地能夠滿足下列要求：

（1）安裝場地應能承受大于80噸的力度，且長期放置也不會發生形變。

（2）安裝場地應潔凈且平整，以便于平波電抗器的組裝和安裝，與此同時，在平波電抗器的臨時放置場所還應設置警告欄或警戒線，以此避免外界撞擊對平波電抗器造成的傷害。

（3）將平波電抗器及其配套的零件配件等按順序擺放在特定的位置，以此避免在組裝和安裝過程中出現交叉使用、錯亂使用的現象。

（4）按照安裝場地的實際情況，對平波電抗器在極1和極2高低側場所內的存放地點進行合理的規劃設置，如圖1所示。

2.2 安裝測試的實施過程

平波電抗器的安裝工藝流程主要包括以下幾個步驟：

（1）平波電抗器絕緣支架的安裝，其主要包括平波電抗器安裝場地的基礎設置，其平面度誤差應在2mm之內；平波電抗器基礎設置的復測方法，如常采用全站儀+CAD放樣的方法，對平波電抗器基礎設置的精確度進行檢測；絕緣子底座的安裝。

（2）第一節復合絕緣子的安裝，其緊接于絕緣支架的安裝工作之后。

（3）絕緣子第一層拉筋的安裝，為了便于安裝，常在地面之上就將其組裝完畢。

（4）第二節復合絕緣子的安裝，其安裝方式與第一節復合絕緣子的安裝方式相同。

（5）絕緣子第二層拉筋的安裝，相較于第一層拉筋，該種拉筋可有兩種形式，輻射形拉筋和圓周拉筋，在安裝過程中，應注意其安裝特點。

（6）降噪裝置的地面組安裝，平波電抗器的降噪裝置主要由上部消聲器、外部吸聲罩、內部吸聲筒、底部筒形吸聲罩、底部柵式消聲器等組成，其組安裝程序可包括兩部分，上部消聲器主體和隔板的組安裝以及平波電抗器本體的地面組安裝。

（7）平波電抗器的主體安裝，其主要包括不銹鋼平臺的安裝、平波電抗器主體的安裝、平波電抗器上部消聲器的安裝、避雷器的安裝、絕緣子均壓環的安裝等幾個步驟。

（8）低壓側平波電抗器的安裝，其與高壓側平波電抗器的安裝步驟基本相同。

2.3 安裝測試的注意事項

在平波電抗器的安裝過程中需要注意以下幾點：

（1）與起重工作有關的安裝步驟或程序，如，吊索的夾角應小于90°；起吊平波電抗器時，應在其上加上用以固定用的溜繩；起吊工作場所不可停留無關人員，尤其是在起吊設備的正下方區域內；天氣惡劣或照明程度不足，影響操作人員對指揮信號的辨識時，應暫停起吊作業。

（2）應在設備棱角處輔以軟木板、半圓筒等物，以此避免鋼絲繩與設備棱角之間的直接接觸。

（3）在平波電抗器的安裝、組裝過程中，其所使用的所有工具器械、零配件等都應為合格產品，且應出具合格證明。

（4）施工現場所配套的所有防護設備也都應為防護性能合格的產品，且應出具合格證明。

（5）用于施工人員上下操作的梯子應牢固放置，其與地面形成的夾角應在60°左右，并嚴禁兩人同站，以免出現跌落事故。

結語

近年來，隨著我國電力科學技術水平的提升、換流變電站的大力普及和推廣，對變電站內高壓儀器設備的性能也就提出了更高、更新的要求，而平波電抗器作為可抑制整流電路產生的有害波紋的關鍵性裝置設備，其可使高壓直流供電系統輸送的電流接近于理想直流，對于高壓直流供電系統的安全高效運行有著至關重要的作用。因此，在實際應用過程中，科研人員一定要全面考慮影響平波電抗器設計的各項因素，以此設計出性能更好、成本更低、適合多種供電系統、多種供電方式的平波電抗器，并嚴格執行其安裝測試流程，以此充分發揮其功能優勢。

參考文獻

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