220kV母線高壓電抗器投切對電力系統的影響分析

楊燁

【摘 要】在電力系統正常運行的過程中，220kV母線高壓電抗器起到著重要的作用。高壓電抗器通過調整并聯電抗器的數量來進行電壓調整。高壓電抗器有限制短路和調整電壓的作用。對電力系統的正常運行有很大的作用。本文筆者闡述了高壓電抗器常見故障，并且提出了高壓電抗器投切對電力系統運行的作用。

【關鍵詞】高壓電抗器投切;電力系統;影響

高壓電抗器分為并聯電抗器和串聯電抗器，在電力系統的正常運行中，起到著重要的作用。其中，在電力系統運行中，串聯電抗器的主要作用是限制短路電流，也可以限制電網運行中產生的高次諧波，對于電網安全運行有重要影響。而并聯高壓電抗器則有調整電力電壓的作用，并且通過并聯高壓電抗器還能夠改進電力系統無功率的運行狀態。

1.并聯電抗器故障原因及處理方法

1.1并聯高壓電抗器簡單概述

在電力系統運行中，通過改變母線電壓上的并聯電抗器數量，來對高壓線路的電壓進行改變，以保證220kV電網安全運行，并聯高壓電抗器能夠有效的減少電力運行中電壓過高現象并且降低電網線路運行成本^[1]。并聯電抗器將大地和高壓輸電線路末端連接，能夠有效的進行遠距離輸電過程中容性無功功率的補償。并聯高壓電抗器與傳統說法的電壓球有所不同。電抗器本身的裝置上就有電感線圈且電抗器的硅鋼片有一定的導磁能力。當流過電抗器的電流逐漸增大并且達到一定的限度時，電抗器內部鐵芯就會呈現飽和狀態。而這時電抗器的導磁能力也會不同程度的下降，從而改變電流路徑上的電壓。

1.2并聯電抗器振動故障

電抗器在振動過程會導致自身故障，主要表現為以下幾個方面;首先，電抗器內部管套的均壓壞因振動而導致斷開，當內部管套的均壓環發生斷裂后，電抗器內部就會出現懸浮電位從而引發持續發電的現象，對電力系統的正常運行造成影響。其次，電抗器在正常運行中，如果振動過大就會導致連接牽拉筋將電抗器油箱拉斷，從而出現漏油現象，使電抗器不能夠正常運行。如果出現漏油現象，電力運檢單位一定要及時的發現，并對油箱進行檢查，檢查之后進行補焊。其三，電抗器振動使散熱片與連接螺栓分離，使散熱片發生斷裂，引發漏油現象。并聯電抗器振動故障主要就是以上三種，而對于并聯電抗器的振動故障處理可以采用安裝防震錘的方法，在電抗器振動相對激烈的位置添加防震錘。

1.3電抗器外觀異常故障

并聯電抗器外觀異常故障主要是套管閃絡放電，當發生套管閃絡放電故障時，電抗器套管會因發熱過快而出現短路現象。而套管發生短路也很可能會造成爆炸現象，影響電力系統安全運行。通過研究發現引發套管閃絡發電故障的原因主要有以下三種。其一，在電力運檢工作人員進行設備檢查時，很容易對電抗器的套管造成誤傷從而引發故障。其二，電抗器套管表面由于沒有及時清理，所以灰塵和污漬較多。污漬和灰塵很有可能引起靜電或者提升套管的導電性，從而使套管出現發熱現象，嚴重時套管的絕緣外套可能會被破壞。通過對外觀異常故障的研究，我們得到的解決辦法，就是加強電力運檢工作人員的工作，對管套及時進行清理，并且加強電力運檢工作人員的責任意識，這樣才能保證工作人員在進行電力運檢時認真負責，減少運檢工作對電抗器套管的損害。

1.4電抗器聲音異常

高壓電抗器在正常工作中會發出一定的聲響。如果發現電抗器聲響異常那就極有可能是高壓電抗器出現故障為題。通過聲音變化不同，我們可以分辨出高壓電抗器的不同故障位置。例如，如果電抗器響聲較大但是比較均勻，極有可能是由電網壓力過高引起的。當電抗器響聲非常嘈雜且聲音很大，則可以判斷是電抗器內部的夾件和鐵芯發生松動。而如果電抗器的響聲中帶有“滋滋”的發電聲音，則可以判斷是由電抗器套管發生短路現象引起的。并聯電抗器的聲音故障解決方案如下。1.加強對高壓器的檢查工作，及時發現聲音問題。2.當發現響聲異常后，要注意及時切斷電源，并且仔細查找故障源頭。3.如果是套管問題，要對套管上的油漬進行及時的清理或者更換套管。

2.串聯電抗器故障及處理

2.1串聯電抗器簡要概述

串聯電抗器是高壓電抗器中的一種，對電力系統正常運行也起到了重要的作用。在電力系統正常運行中，串聯電抗器主要起到控制高次諧波以及防止電壓波形變化的作用。串聯電抗器屬于高感值電抗器，電抗器內部流過交流電路，將穩定諧波構成串聯諧振。

2.2局部溫度過高故障

串聯電抗器運行中，局部溫度過高是常見的故障之一。當電抗器運行溫度過高時就會使聚酯薄膜的老化速度加快，從而使引線裸露在外，當雨水滲透到引線時也會使引線出現老化現象，造成引線短路起火。而造成串聯電抗器溫度升高的原因主要有電抗器內部氣道被堵，引發散熱不良。另外，也可能是由于焊接質量問題造成的局部溫度過高現象。對于局部溫度過高的解決辦法主要是改變電抗器的通風條件，控制電抗器運行的環境溫度，從而讓電抗器升溫受到環境限制。

2.3沿面放電現象

電力系統的運行要在各自環境下進行，這就導致在電力系統運行過程中要受到外部環境的干擾^[2]。而如果串聯電抗器受到環境影響，就會發生巖棉發電現象。在雨天或者潮濕的環境下進行工作，就會使電抗器水分蒸發速度不同，電流在電阻較小的局部地區急劇增加，導致放電現象。而預防串聯電抗器的沿面放電故障可以通過涂刷防水性材料方法。也可以在電抗器端部布置環形均流電極來減少表面放電現象。

3.串聯電抗器和并聯電抗器對的電力系統的作用及影響

3.1并聯高壓電抗器對電力系統的影響

首先，在電力系統運行中并聯電抗器可以有效的減弱輕載時長距離線路電容效應所引起的電壓升高現象^[3]。在電力系統運行中，遠距離或者超遠距離的輸電線路，輕載時需要的充電功率非常大。一般情況下。長距離輸電輕載時充電功率會隨著電壓增加而增加。長距離的充電功率會引起電壓升高現象，從而加大長距離電力運輸過程中的電力能耗。而應用并聯高壓電抗器之后，可以在長距離輸電輕載時對充電功率進行有效的補償，從而降低電壓，減少能耗。

其次，安裝并聯高壓電抗器能夠有效的改善輕載線路中的無功分布并且減低電線損耗。電力系統的遠距離傳輸工作是非常重要的工作，在遠距離傳輸過程中，可能會發生傳輸功率的變化，實際傳輸功率與自然傳輸功率造成一定的偏差，從而使電壓升高。而利用并聯電抗器可以有效補償功率，降低電壓。

第三、安裝并聯電抗器能夠有效的減少潛供電流，并使潛供電弧的熄滅速度加快從而將電力線路的自動合閘效率提升，保證電力系統運行的安全。

3.2串聯高壓電抗器對電力系統的影響

在220kV上安裝高壓串聯電抗器可以對短路電流進行有效的控制，通過控制母線上的短路電流去保持母線上的電壓。其次，利用電容器組串聯電抗器可以有效的限制電力系統運行過程中產生的高次諧波，并且降低電流電壓，進而提高電網功率因數，保證電力系統正常運行。

結束語

在220kV電網系統運行過程中，高壓電抗器的投切使用對電網系統運行有重要作用。本文筆者闡述了高壓電抗器故障，以及故障對電網運行的影響。希望通過改善電抗器故障而提升電網運行的質量。

參考文獻：

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（作者單位：繪宇電力科技有限公司）