平波电抗器的设计

国网运行有限公司培训教材第一分册变压器类设备第四部分平波电抗器目录1.平波电抗器概述 (3)2.基本结构 (3)2.1本体 (6)2.2套管 (7)2.3冷却系统 (11)2.4主要附件 (14)3、基本原理及分类 (19)3.1基本原理 (19)3.2分类 (19)3.3额定参数及铭牌 (19)4.运行维护 (21)4.1运行方式 (21)4.2运行规定 (22)4.3停、送电操作 (24)4.4巡回检查 (24)4.5日常维护 (25)5.控制保护 (25)5.1概述 (25)5.2冷却器控制 (26)5.3非电气量保护 (26)6.试验与检修 (27)6.1型式试验 (27)6.3预防性试验 (38)6.4日常维护项目 (45)6.5特殊性检修项目 (46)7常用接线图 (56)8附录： (57)1.平波电抗器概述平波电抗器是换流站直流系统中一个重要的组成部件，站内使用的平波电抗器在结构上内部线圈采用两芯柱型式并联结构，每一芯柱流过的电流为总电流的一半。

平波电抗器具有以下作用；1)限制故障电流的上升速率；2)防止直流低负荷时直流电流的间断；3)平抑直流电流的波纹；4)与直流滤波器组成滤波网，滤掉部分谐波。

2.基本结构平抗外观图及部件列表见图2.1和表2.1，按照结构特点，可将平抗分为以下几个部分1)本体2)套管3)油箱及冷却装置。

4)气体继电器、油枕、在线监测装置等表2.1 设备编号对照表2.1本体平抗的本体主要由：铁芯、绕组、绝缘材料、引线等构成，内部结构见下图2.2、图2.3。

图2.2 平抗本体内部结构（铁芯、绕组）图2.3 绕组引出线2.2 套管平抗套管将内部高、低压引线引到油箱外部，不但作为引线对地绝缘，而且担负着固定引线地作用，套管是平抗载流元件之一，在运行中，长期通过负载直流电流，当发生短路故障时可以承受短路电流，因此，平抗套管需满足以下技术要求：(1) 必须具有规定地电气强度和足够地机械强度。

第３０卷第７期２　０　１　２年７月水　电　能　源　科　学Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．７Ｊｕｌ．２　０　１　２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０７－０１５９－０４±８００ｋＶ特高压直流工程干式平波电抗器关键技术分析罗玉金（南方电网超高压输电公司，广东广州５１０６３０）摘要：特高压直流是我国进行远距离、大规模电能传输的重要技术手段，平波电抗器为其中的一项重要设备。

介绍了特高压直流输电系统平波电抗器绝缘控制、温升控制、噪音控制、防电晕控制措施及并联避雷器控制等关键技术，并对电抗器的运行维护工作提出了合理化建议。

关键词：特高压直流工程；平波电抗器；关键技术；分析中图分类号：ＴＭ４７８文献标志码：Ｂ收稿日期：２０１２－０４－０９，修回日期：２０１２－０６－０３作者简介：罗玉金（１９７３－），男，工程师，研究方向为高压直流输电系统维护管理，Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｓｑｌｙｊ＠１２６．ｃｏｍ 特高压直流输电作为一种大容量、远距离输电技术，在我国省间、区域间联网工程中的应用日益广泛［１～３］。

目前，我国±８００ｋＶ特高压云广直流工程和±８００ｋＶ特高压向上直流工程已正式投入运行，而±８００ｋＶ糯扎渡直流工程和±８００ｋＶ锦屏直流工程正在建设中，同时±１　０００ｋＶ特高压直流输电的可行性论证也已展开，并可能成为我国未来大区域电网互联的手段之一［４，５］。

在特高压直流输电工程中，直流平波电抗器为一个重要的设备，其主要作用是将换流阀出口处叠加在直流电流上的交流分量限定在某范围内，并与直流场滤波器等共同形成滤波网络，以减少和降低直流线路上的纹波、最大限度地降低对沿线的电磁干扰［６］。

为此，本文介绍了与平波电抗器设计和制造方面相关的关键技术，并对运行维护工作提出了合理化建议，以期为高压直流输电系统平波电抗器的设计和运行维护提供参考。

平波电抗器1 引言高压直流（High Voltage DirectCurrent，HVDC）换流站采用半控型的晶闸管器件，利用相控进行交—直和直—交两种变换，将产生大量的高次谐波。

目前HVDC换流装置一般采用12脉动换流桥，在换流站的交流侧将产生12n±1次电流特征谐波，n为自然数；在直流侧则产生12n次电压特征谐波。

各种各样的不对称（如不等间隔的触发脉冲、母线电压不对称、相间换相电抗的不对称及变压器励磁电流）将产生少量额外的非特征谐波。

换流站交流侧的谐波电流进入交流系统后，将使系统电压波形发生畸变并造成不良影响和危害。

换流站直流侧的谐波电压将在直流线路上分布谐波电压和电流，使邻近的通信线路受到干扰。

滤波装置可抑制上述谐波。

HVDC采用的滤波装置数量多、电压等级高、等效容量大，且一般为户外式。

滤波装置在换流站的投资和占地面积中均占有相当大的比重。

其中，滤波装置费用大约占HVDC总体投资的10%~15%[1]。

典型的HVDC拓扑结构如图1所示。

整流站与逆变站一般具有对称结构。

在HVDC系统直流侧首先采用平波电抗器减小直流线路中电压和电流的谐波分量；但仅靠平波电抗器的作用还不能满足谐波治理的要求，还需另外装设滤波器。

传统HVDC主要装设的是针对特征谐波的无源滤波器（Passive Filter，PF）。

2 直流侧滤波装置性能评估标准HVDC采用架空输电线时，通信干扰是很严重的问题。

由于电力线路和通信线路的相对传输功率水平相差悬殊，且HVDC特征谐波频带与普通线路通话频带重合，因此对通话清晰度有明显干扰。

谐波对换流站其他装置的安全运行也有严重危害。

现在各国HVDC输电工程主要根据通信干扰程度评估线路谐波水平，常采用等效干扰电流Ieq指标。

Ieq是与直流输电线上的各次谐波电流等效的单一频率（800Hz或1000Hz）电流，其产生的干扰可等效为各次谐波电流所产生的干扰，它由整流站和逆变站谐波电流共同产生，在整流站和逆变站出站处取得最大值，其定义式为式中 m为考虑的最高次谐波次数，对于HVDC系统通常取值为100；In为第n次谐波电流的有效值；h n 为第n次谐波的耦合系数；Pn为频率的加权系数。

DCL直流平波电抗器
一、概述
滤波电抗器，又称直流平波电抗器，用于变流器的直流侧，电抗器中流过的是具有交流分流量的直流电流，它的作用是将叠加在直流电流上的断续权现趋于某一规定值内，还用于并联变频器的直流侧对藕，降低断续权限，限制环流线路中的环流，应用于直流快速开关，切断故障电流时限制电流的上升率，还被用在电流、电压型变频器中间，抑制回路中的直流平波，还可用于整流电源平波，已消除纹波。

二、产品特点
直流平波电抗器在电路中主要用于改善电网质量，提高功率因素之用，我厂生产的直流平波电抗器采用优质进口冷轧矽刚精致而成，主要有铁芯和线圈两部分组成，铁芯一般为两心柱式结构，两芯柱有多只硅钢片铁饼跌积而成，中间有绝缘板隔离，不让铁芯出线磁饱和，组装后依靠拉近螺杆上下压紧，以减少噪音，本产品为干式自冷，有B级和F级两种绝缘等级，具有体积小，温度低，无噪音等特点，直流规格从2A-10KA不等，电压从220V-2000V.
三、性能指标及参数
1.额定工作电压：380V/50：HZ或660V/500HZ
2.额定工作电流：3A至2000A/40°
3.抗电强度：铁芯-绕组300V AC/50HZ/5MA/10S，无飞弧击穿（工厂测试）
4.绝缘电阻：1000VDC
5.电抗器噪音：小于65db（与电抗器水平距离点1米测试）
6.防护等级：IPOO
7.绝缘等级：F级以上
8.产品执行标准：REC289:1978电抗器
GB10229-88 电抗器（eqvIEC289:1987）
JB9644-1999半导体电气传动用电抗器。