电抗器技术的发展状况

    1 前言 

    并联电抗器 

    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。迄今，西变共生产此类500kV级并联电抗器近300台，最高年产80台电抗器，规格有40Mvar、50Mvar、60Mvar，最近还生产了70Mvar的电抗器，投运后均运行正常。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(以下简称沈变)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5Mvar～10Mvar。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(顺特电气有限公司前身)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。 

    2限流电抗器 

    限流电抗器一般用于配电线路。从同一母线引出的分支馈线上往往串有限流电抗器，以限制馈线的短路电流，并维持母线电压，不致因馈线短路而致过低。50年代初，沈变就开始生产用水泥电抗器电缆绕制的各种规格10kV级限流电抗器，绕组绕完后用混凝土浇注使其成为整体。限流电抗器本身容量并不大，一般在2．5Mvar以下，但要承受最多可达额定电流25倍的短路电流下的动、热稳定。因为要限流，电感值在很大电流范围内应为线性，所以都是空心干式。 

    90年代以后，随着多层并联、环氧树脂包封技术的发展，限流电抗器多数采用干式空心并联电抗器相同的技术生产，由环氧玻璃丝来确保短路时的动稳定。 

    根据我国电力系统的中性点接地方式，只有500kV系统采用中性点小电抗接地。这种小电抗正常工作时实质上只有很小的不平衡电流通过，但在系统单相接地故障时却要求承受巨大短路电流下的动、热稳定。这种电抗器容量不大，用量不多，但要求可靠性高，目前多数用油浸空心式，外加屏蔽。 

    启动电抗器用来限制大型电动机的启动电流，启动完成即退出。与自耦变压器启动方式相比，电动机的启动比较平稳。因其工作时间很短(规定为2min)，所以电流密度可以很高，电抗器尺寸不大。就其功能来说，也可归于限流一类。 

    3阻尼电抗器 

    阻尼电抗器(通常也称串联电抗器)与电容器组或密集型电容器相串联，用以限制电容器的合闸涌流。就这一点来说，其作用与限流电抗器相类似。一般来说，如仅仅是为了限制合闸涌流，只要相当于电容器组容抗值1%的感抗就够了。如系统有5次或以上谐波，则采用45%-6%的感抗；如系统有3次谐波，则取12%。其目的是为了使电容器回路对谐波呈感性，因此使系统原有谐波不致因增设电容器回路而放大。阻尼电抗器的过载能力应与电容器的过载能力相适应，而在合闸瞬间，电抗器首末端之间要耐受几乎全部系统电压，并要能承受合闸涌流作用下的动、热稳定。为此，行业标准对此作出了严格的规定。70年代，宁波变压器厂就试制了铁心式三相阻尼电抗器并形成系列。现在，铁心式(油浸或干式)和空心式(干式)阻尼电抗器都在使用。很多电容器生产厂自己生产阻尼电抗器与其电容器配套。 

    滤波电抗器滤波电抗器与滤波电容器串联组成谐振滤波器，一般用于3次至17次的谐振滤波或更高次的高通滤波。直流输电线路的换流站、相控型静止补偿装置、中大型整流装