【电抗器技术的发展】

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电抗器技术的发展

发电机满负载试验用的电抗器是并联电抗器的雏型。1967年上海电机厂的技术人员在原有的三相油浸铁心式电抗器的基础上对其进行技术改造，生产了同类型60Mvar电抗器。该产品首次采用了辐射式铁心饼和用弹簧强力压紧装置压紧铁心柱，使并联电抗器的振动和噪声有所降低。1970年我国开始在西北地区建设第一条330kV超高压线路，西安变压器厂为之提供了3X30Mvar/363kV并联电抗器。为了便于单相重合闸，消除单相接地故障以后的潜供电弧电流，超高压电抗器除了设置中性点电抗外，还要求减少相间耦合，因此都用单相。为了减少漏磁，30Mvar电抗器为单柱带磁轭回路，不但铁心饼为辐射式，磁轭回路也辐射排列。1980年，我国第一条用国产设备装备的500kV线路的元宝山-辽阳-锦州段在锦州设置了3X40Mvar/500kV并联电抗器。当时为了使500kV绕组具有更大的纵绝缘裕度，绕组二柱串联，故电抗器为二柱铁心式。尽管磁通密度选用偏低，但由于当时工艺条件差，铁心饼浇注工艺落后，运行中噪声仍接近90dB。以上早年生产的330kV/500kV并联电抗器迄今均仍在运行中。1985年，以技贸结合方式从阿尔斯通公司引进技术生产的50Mvar/550kV电抗器在晋-京房山-大同线上投运。这批电抗器的重大改进在于：
(1)铁心饼密实，浇注良好；
(2)用更为密实的间隙材料；
(3)铁心柱强力压紧。
改进以后的电抗器噪声水平降低到80dB以下。但由于电抗器的技术要求，饱和以后的电压--电流特性曲线的斜率为饱和前的2/3，因此其空心电感值很大，漏磁相应就很大。运行后有低温过热现象。投运不久，在色谱分析中总烃、氢含量即达到注意值，干扰了正常的对电抗器故障的判断。阿尔斯通公司生产的产品也存在同样的问题。西变于1990年解剖了一台返厂的产品，查找问题所在，采取措施，降低了高磁场强度处的涡流，并相应改善了冷却条件，局部过热现象得以消除。低损耗的50Mvar/500kV并联电抗器总损耗由160kW降低到100kW(饱和后斜率相应降低到40～50(%)，噪声在75dB左右。近年来沈阳变压器厂也开始生产同样规格的500kV并联电抗器，也是分段铁心式。保定天威集团则引进日本三菱公司技术生产了500kV壳式空心并联电抗器。
在一些开关站，要求超高压并联电抗器能同时供站用电，为此提出要求提供抽能式电抗器。抽能式电抗器的实质是在并联电抗器内设置一个小容量的低压二次绕组，但一、二次绕组间要有足够的阻抗；使低压侧即使短路也不会影响并联电抗器的正常工作。除了上述直接接在超高压线路上的(一般不经断路器)超高压并联电抗器外，还有接在超高压升/降压站变压器三次侧的l0V～63kV中压并联电抗器，其容量一般为三相30Mvar或45Mvar。一个变电站最多可装6～8组，同样用于无功补偿。根据用户要求可以是油浸铁心式或干式空心式，后者用于单相组。空心干式电抗器也是户外装置，以减少磁场对建筑物的影响。但户外装置对干式电抗器所用绝缘材料的耐候性要求较高，往往不够理想。这类干式空心电抗器早年进口较多。20世纪(以下省略)90年代以来，国内北京电力修造厂、扬子电气公司也开始生产，采用的都是多层并联、聚脂薄膜匝绝缘、环氧树脂包封的技术。西安交通大学等为之开发了相应的计算软件。
随着大城市地下电缆配电系统的不断扩展，电缆容性充电电流引起的轻负荷期的电压升高也日益引起重视。一些供电部门要求装设10kV、35kV三相铁心式并联电抗器，容量为5～10(Mvar)。为了与配电装置相适应，这些电抗器都要求装在室内。采用铁心式的目的是为了减少漏磁对建筑物的影响。为适应无油化趋势，又要求为干式。顺德特种变压器厂于90年代开发了此类产品。铁心式电抗器由于分段铁心饼之间存在着交变磁场的吸引力，因此尽管采取了各项措施，其噪声一般要比同容量变压器高出10dB左右。用于静止补偿的TCR晶闸管相控电抗器就其作用来说，可归人并联电抗器一类。国内自80年代以来生产了若干套静止补偿的晶闸管相控电抗器，多由西安电力机械制造公司和电力科学院成套，相控电抗器为空心干式。

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