关于并联电抗器的运行问题

摘要超高压电力系统运行的并联电抗器已经发生了许多故障，本文对此进行了分析研究，提出了改进措施，并对今后如何选择电抗器提出了意见。

0 引言

为了补偿电功率，抑制过高的工频过电压，并联电抗器是超高压电力系统必不可少的电气设备。早在日伪时期，东北电网为补偿亘长约360km水丰至大连的220kV输电线的充电功率，就在大连一次变安装了两组由日本东芝1941年生产的11kV3X 3000kVar的并联电抗器。解放后，由于大连地区电压偏低而长期闲置末用。到1972年西北电网330kY输电系统建成投运，先后安装了3组由西变生产的330kV90000kVar并联电抗器，其中1组为三相、2组为单相。随着500kV输电系统的建设，自1982年起，先后在华中、东北、华北和华东等大电网陆续又有大批并联电抗器投运，电压等级包括35、63、220和550kV，既有国内西安变压器厂等的产品，也有法国、瑞典、加拿大、意大利和苏联等国进口的产品。既有油浸铁芯式，也有干式空芯式。经过长期的运行，无论那种型式的电抗器都发生了不少问题，甚至设备烧毁，给运行带来了麻烦。

目前，各大电网感性补偿容量不足，电压普遍偏高。500kV系统电压最高达到565kV，220kV系统电压高达262kV。给安全运行带来了威胁。新的500kV电网在继续扩大，需要补充和新装大批电抗器。为此，对于如何解决运行中发现的设备质量问题?在新建和增补的设备中是选用高压电抗器或是低压电抗器?选用油浸铁芯式或是干式空芯式?以及如何改进运行中发现的安装设计等等问题，需要分别进行研究，以使并联电抗器能够得到安全

合理的应用。

1 油浸铁芯式电抗器

油浸铁芯式电抗器的结构与变压器相似，主要由线圈、铁芯和油箱等部件组成。在运行中发生的问题可以分为绝缘问题、铁芯漏磁、振动噪音和渗漏油等。

1.1绝缘问题

并联电抗器只有接入电网的一次线圈，运行条件较变压器严峻，投运后即满负荷或运行，并且经常处于高电压状态，因此运行温度高，线圈绝缘和绝缘油都容易老化。在运行中可能发生的故障有线圈绝缘对地击穿、匝绝缘短路，三相电抗器还可能发生相间绝缘击穿故障。在实际运行中，已经发生与绝缘有关故障如下：

a. 西北网秦安变西变产单相电抗器B相因乙炔含量超标，于1979午7月吊芯分解检查，发现铁芯柱外包纸绝缘筒从内至外连续3层被击穿。在击穿孔附近，有2个铁芯饼块的接地片松脱。分析认为，这是由于接地片似接非接地的状态产生了悬浮电位放电将绝缘烧坏。

b. 华中网葛洲坝电厂葛凤线日本富士产电抗器A相发现乙炔含量超标，1989年1月吊芯检查，发现中性点侧离套管80~m处，穿缆引线的外包绝缘布带磨损露铜，并有放电炭化痕迹。分析认为，可能是组装或运输振动时刮伤，运行后引线上的负荷电流经铜导管分流，导致绝缘烧伤。

东北网董家变西变产#1电抗器于1989年4月发现上述相同位置，中性点侧引线与铜导管间分流烧伤5处、套管均压环掉下。

c. 东北网辽阳变加拿大产电抗器B相乙炔含量超标，1990年5月排油检查，发现中性点侧引线紧靠铁芯磁屏蔽板，接触处引线外包绝缘纸有3层炭化，经包扎后已恢复正常运行。董家变西变产#2电抗器A 相于1989年8月也发生中性点侧引线过长，对压板距离不足发生放电的故障。

d. 华东网繁昌变意大利ABB公司产500kV电抗器3台，1993年3月投运后连续发生事故，1993年8月匝间保护动作跳闸。由厂家提供新线圈更换后重新投运。1994年12月C相轻重瓦斯和匝间保护动作跳闸，压力释放器动作喷油，后由厂家制造1台新电抗器更换。1996年7月B相又发生同样的事故，已运回意大利更换产品。广西网平果变ABB公司产电抗器1996年4月B相套管炸裂喷油，使天平二回线停运144d。

从上述运行中发生的故障可以看出，除繁昌变3台500kV电抗器外，无论国产或进口的油浸铁芯式并联电抗器的线圈都没有发生故障，说明绝缘是可靠的。发生的一些问题主要是加工疏忽，质量监督不严，以及运输粗心大意所致。而意大利ABB公司‘的3台电抗器连续发生匝间短路事故则不是偶然的，不能是厂家所认为，是陡度很高的电压作用而非制造缺陷。事故当时系统运行正常，没有操作，没有雷电侵袭，只能是设计或工艺上出了问题，

可惜都运回厂家，没有分解检查的记录。

1.2铁芯漏磁问题

电抗器的铁芯结构较变压器复杂，其芯柱由若干个铁芯饼块串联组成，芯块由矽钢片按辐射式或渐开线式迭装，经环氧树脂固化，以减少气隙侧面漏磁引起的附加损耗和轴向振动。芯块之间用绝缘硬质的气隙垫块隔开。垫块的材料有瓷块、石板和玻璃丝板3种，用环氧树脂与芯块粘结然后迭装成芯柱，加装铁轭后组成铁芯的整体。单相电抗器的铁芯有两柱式和三柱式，三相电抗器有三柱式和五柱式。图1和图2

是制造厂提供的单相电抗器铁芯结构图，图1为西变采用的双柱式铁芯，图2是加拿大ASEA公司采用的三柱式铁芯。

因为气隙的存在，电抗器的漏磁通密度要比变压器大得多。在靠近铁芯、铁轭和线圈支架的漏磁通比变压器要大几倍。这些漏磁通穿过磁性金属部件矽钢片将会产生附加损耗和过热点，特别是当漏磁通穿过与其垂直的铁轭侧面的夹铁和矽钢片时，附加损耗和过热温度将会很高，这是油浸铁芯式电抗器在超高压电力系统中运行的主要问题。具体事例如下。

a．西北网秦安变西变产330kV90000kVar#1电抗器于1972年6月投运后，1年内轻重瓦斯保护多次动作。经检查发现上下铁轭局部过热严重，有黑色痕迹；底部屏蔽铝板边缘局部烧熔，估计温度约800℃。A 相上夹件与铁压板螺栓被烧断1只，经过实验，过热处温度达140℃左右。经过检修改进了冷却管路结构，温度虽有改善，但铁轭过热问题并末解决，终于1987年4月在345～365kV的高电压运行下，本体起火燃烧，将油枕烧塌，两相线圈和铁芯绝缘烧坏，一相线圈炭化，2支套管爆炸粉碎，短尾部发烧损，围屏中部炭化，无法修复因而报废。

b．华中网葛洲坝电厂葛云岗线西变产电抗器C相，1988年6月投运后发现色谱异常，经吊芯分解检查，发现上下铁轭夹件过热发黑，夹件侧的绝缘板已烧焦炭化，捆扎铁芯的玻璃丝带变色·、绝缘皱纹纸有4处烧焦烧裂而脱落。返厂进行修理。

c．华中网河变双凤线法国ALSTHOM产电抗器C相，1982年1月投运后60h发现总烃已达117×10－6，经过一年半后，总烃增加到3554×10—6，分析认为是高温过热故障。1983年7月吊罩检查，发现芯柱端上下铁轭夹件大面积过热烧黑，夹铁表面油漆剥落，箱底油中有大量黑色氧化片和漆片，线圈端部纸板沉积大量油泥。过热点中心在夹铁与屏蔽小筒管相连的部位，铜管已经变黑。分析认为是屏蔽设计不当，形成短路环，漏磁穿过后产生环流。经开环处理后有所缓解，但夹件中的涡流过热问题仍然无法消除。

西变产电抗器是按法国图纸生产的，其产品在华北和东北电网的运行中都发现局部过热的问题。其中如华北网大同二厂的电抗器A相，在1985年12月投运后不到一年，就发现油的氢含量达470×10－6，甲烷达80×10－6。1989年9月吊罩检查，发现芯柱上下铁轭恶化件局部过热有明显炭粒，夹件红漆变黑。又房山变二回路电抗器B相油的总烃含量达240×10—6，吊罩检查也发现铁轭上下夹件中部严重过热的现象。

漏磁通产生的影响不仅限于铁芯的铁轭部位，在其它部位也因此发生了严重局部过热的问题，具体事例如下。

a．西北网秦安变#2西变产单相电抗器，其铁芯柱由直径令50的不锈钢大螺杆穿在芯柱内中230的圆孔内在两端紧固，投运后发现可燃性气体急剧增加。经解体检查，发现大螺杆并不绝磁，在正对气隙的所有部位都严重过热烧黑，表面积有2～3mm厚的黑垢。

b．华中网双河变瑞典产电抗器C相，高压端由旁出套管引出，运行中发现升高座法兰有8个螺栓发热，最高温度达240℃。四周油漆变色。分析认为，是漏磁产生环流通过螺栓时因接触不良产生局部发热。

姚孟厂姚双线端典产电抗器在上述位置也发现螺栓过热，温度达200～300℃，后来在螺栓处加厚2mm 的绝缘垫后恢复正常。据说瑞典的新产品已将套管移至油箱顶部。

东北网董家变西变产#1电抗器投运初期，发现大盖螺栓发热，温度超过100℃，后来将螺栓更换为无磁性钢螺栓后恢复正常。

c．东北网王石变西变产三相三柱式，63kV电抗器运行中发现油箱表面靠近线圈处均有过热现象，最高温度在110℃以上。分析认为，是漏磁在油箱箱面产生的涡流造成的发热。

从上述故障可以看出，漏磁问题集中在铁芯的铁轭和芯柱两个部位。为了防上漏磁通的影响，建议采取下列措施，改进铁芯结构设计和加强漏磁通的屏蔽措施。

a．单相电抗器的铁芯采用三柱式，三相电抗器采用五柱式。没有气隙的旁轭不但是芯柱磁的回路，并且可以对通过芯柱线圈的漏磁通起到屏蔽作用。三相电抗器不能采用三柱式还有个原因是采角单粕重合桶鸭，冬取断开后，另外两相的磁通穿过断开相的芯柱时，将使断开相感应一个电压，使故障点的潜供电流加大而不易灭弧。如果采用五柱，带气隙的磁阻很大，旁轭的磁阻小，单相断开时，磁通通过断开相的芯柱很小。可以避免相互感应。

b．改进芯柱与铁轭结合处的设计，减少漏磁通，使所有磁通能够沿芯柱方向进入铁轭的上下两个端面，具体措施如下。

①芯柱与铁轭间不设气隙。最后的芯块厚度加长，使气隙远离铁轭，以减少油侧面进入铁轭的漏磁。

②采用宽轭，使铁轭的宽度远大于柱的直径，以便由端部吸收较多的漏磁通。

③在最后一个芯块与铁轭间加装宽度可以复盖线圈的铁芯板块。它由窄条形矽钢片迭装组成，用以吸收芯柱端部漏磁通进入铁轭。

c．在带气隙的芯柱四周加装磁屏蔽的围屏，减少芯柱四周的漏磁通。

d．芯柱不采用穿芯大螺杆而采用在其四周紧固的办法，避免螺杆过热造成的影响。

加拿大ASEA公司已经采用了这些技术，鞍山局电抗器也吸收了这些经验，通过运行考验，证明十分有效，避免了漏磁造成的局部过热问题。

不采用旁出套管而由油箱顶盖套管引出高压端线，可以使法兰远离线圈和芯柱，避免受到漏磁的影响。油箱所有法兰均采用非磁性钢螺栓连接等措施，无疑都是有益的。此外，关于铁芯块是否需要接地的问题值得研究。分析认为，芯块虽然存在悬浮电位，但芯块相互间，芯块与铁轭间都有牢固的绝缘垫块隔离，没有发生放电的可能。加装接地片除了增加麻烦没有益处。

1.3 噪音和振动问题

电抗器和变压器噪音和振动的发生源并不完全相同。变压器的磁路是均匀而连续的，它的噪音和振动是由矽钢片的磁致伸缩效应所引起。电抗器的磁路由气隙分隔成若干段，各段分别产生磁极，各个气隙间磁极吸引力的变化将引起振动。由铁芯块、垫块和铁轭组成的系统还有可能出现的机械共振现象，因此电抗器的振动和噪音都比变压器大。上述一些故障，如瓦斯继电器误动，高压引线均压环接地铝片断裂，穿缆引线绝缘磨伤，芯块接地片松脱以及铁芯限位装置放电等都是长期振动造成的结果。由于铁芯振动还发生了以下问题。

a．东北网东丰变和王石变西变产63kV三相并联电抗器7台，投后因长期振动和铁芯块渐开线式迭片本身应力的作用，使绑扎芯块的玻璃丝带断裂，大量玻璃丝与因高温劣化的绝缘油混合成褐色油漆。其中1台铁芯散架，电抗器被烧毁。

b．华中网双河变双凤线法国产电抗器A相吊罩检查，发现高压引线两支持绝缘螺丝断裂，底盘支撑固定螺栓松动绝缘损坏，使铁芯接地。又该变姚双线法国产电抗器备用相发现铁芯接地，吊罩检查，发现铁芯底部夹件的连接方铁与铁芯间的槽形底板脱落，方铁与铁芯相连。导致铁芯大面积接地。

c．东北网董家变西变产#2电抗器A相，1986年4月投运后轻瓦斯保护频繁动作，吊芯检查，发现铁芯与下夹件间绝缘板脱落，铁芯多点接地，夹件与压板间放电。

华中网双河变法国产电抗器C相轻瓦斯保护动作，1989年7月吊罩检查，发现下铁轭上部有长150mm 的矽钢片，其边缘过热变色，并将该处旁轭的矽钢片烧伤。

噪音是伴随铁芯振动而发生的，它是环境保护的公害。西北网秦安变西变产的三相电抗器的噪音曾经达到110dB，单相电抗器分别达110、98和95dB，由于轴向振动，气隙垫块受到压缩可能使铁芯松动使振动和噪音增大。因此垫块不能采用玻璃丝布板，而应采用硬度不易变形的瓷件或石板，并将铁芯紧固，其次还应该采用较低的磁通密度。这些措施可以使振动和噪音降低。目前，振动已经可以控制到110μm以下，最低可以降低到50μm以下，噪音已由96dB控制到80dB以下，相信还可以继续降低。

1.4 渗漏油问题

渗漏油问题给运行带来了麻烦，给环境带来了污染，给安全带来了威胁。无论国产或进口的油浸铁芯式电抗器都存在严重渗漏油的问题。东北网董家变西变产#2电抗器投运后已经处理20余处渗漏点，现在，油门、油箱法兰、散热器管、潜油泵和油流继电器等处仍有多处漏油。辽阳变加拿大产电抗器C相瓦斯继电器连接管处漏油，B相和C相油箱中腰焊缝多处漏油。王石变加拿大产电抗器C相中性点端套管上节瓷套与法兰连接处渗油严重。华中网姚孟厂姚双线端典电抗器C相中性点侧套管顶部螺丝不紧，多处渗油。A、C两相散热器振动很大造成漏油，多次用胶粘堵漏都末成功。华北网房山变西变产电抗器渗漏油。多次处理，仍有一些渗漏点无法消除。渗漏油的原因主要是制造厂工艺质量问题，运输过程中和运行电抗器的振动也促进了渗漏油的现象，希望厂家严格管理工艺质量，消除这个老大难问题。

2 干式空芯电抗器

500kV变电所已经大批装用电压由11kV至63kV的干式空芯电抗器。这些电抗器有加拿大传奇公司和奥地利SE公司的进口产品，也有国内北京、西安和鸡西等地的产品。干式空芯电抗器的运行故障主要是线圈匝间绝缘击穿，故障原因包括线圈受潮或绝缘有弱点、局部放电电弧烧损、局部过热绝缘挠损击穿、过电压、小动物搭桥短路等外力影响，以及因短路电流产生的机械应力使线圈变形损伤等。由于单台独立安装，相互间保持较大距离，极少发生相间绝缘击穿故障。由于支柱绝缘子的支撑，线圈接地的可能性也不大。匝间短路时电抗器的相电流变化不大，但是如不及时切除，由于电抗器漏磁磁场的强烈交感作用，电弧将会危及整个线圈，造成全相短路。这时非故障相的电流达到额定电流的1.73倍，时间延长，这些线圈也会因过热发生绝缘击穿。干式空芯电抗器漏磁没有屏蔽，对其周围环境也

造成了影响，现将各大电网发生的问题分述如下。

2.1线圈绝缘问题

a．华北网房山变装有加拿大传奇公司产35kV3×15MVar干式空芯并联电抗器4组，运行中发现多台线圈表面有树枝状放电痕迹，1991年3月天雨，1台电抗器烧坏，外表检查，发现第9与第10绕包间匝间短路，铝线外露。又该变加拿大产35kV干式串联电抗器自1992年6月至1993年7月陆续有3台发生相间闪络，线圈烧伤，1台匝间短路，线包鼓开铝线烧断。

b．华东网徐州任庄变4组加拿大产35kV电抗器，普遍发现线圈表面有树枝状放电痕迹。1993年6月12日天雨，1台发生闪络，匝问短路烧坏。故障点都在线圈下部西侧。

c．昆明草铺变加拿大产35kV干式电抗器于1993年6月投，1994年7月天睛无雷雨，系统运行正常，#2电抗器C相燃烧冒烟，经救灭烟火后检查，发现线圈内侧上端下1／3处已烧焦变黑匝间短路。同年11月小雨，又有1台故障烧坏。经检查发现线圈内靠下部多处烧坏，引线烧断，当时系统运行正常。

d．东北网佳木斯红兴隆变鸡西电抗器厂产63kV3×10MVar干式电抗器运行中发现有树枝状放电痕迹，1996年4月相继2台发生匝绝缘击穿穿烧坏。事故当时天气晴，系统运行正常。

e．华中网湖南云田变北京电力设备总厂产35kV电抗器起火燃烧，因开关未及时断开电源，大火延烧20min才被救灭，事后发现线圈导线焊口开裂。又该厂装于北京安定变的35kV电抗器也发生了内部绝缘损坏故障后果并不严重。

除此以外，在广东增城和湖南云田采用的奥地利SE公司产35kV电抗器均发生了噪音增大、本体松动、沿撑条发生爬电的现象。其中广东增城的电抗器起火烧毁。

除了线圈匝绝缘烧损事故外，干式空芯电抗器普遍发现线圈表面树枝状放电现象。除上述变电所外，还有昌平、江门和东丰等变。例如东北电网东丰变加拿大产63kV3×20MVar干式电抗器投运1年后检查，发现1台有树枝状放电痕迹31处，另外2台分别有7处和14处。

关于线圈匝绝缘击穿短路事故，有人推测有以下原因。

a．端线出线方式不当造成密封不良，有雨水顺出线头侵入线圈内部。

b．线圈过热，温升超过正常耐热等级而被烧坏。

c．线圈内部导线焊口开裂，在雨季雷电作用下，断口出现电弧烧坏导线绝缘，引起匝间短路。

d．包封层间掉入金属异物，运行中振动划伤线圈。

但是从实际情况来看，上述分析并不确切。因为上述事故的故障点都不在出线端部，例如房山变电抗器的故障点在第9与第10绕包之间；徐州变3台电抗器的故障点都在线圈西侧下部；红兴隆变的故障点也在线圈下部。不能认为是由端线进水。如果是线圈温升超标，最热点应该在线圈夹层偏上部，而不应在散热较好的外层和内层；如果是导线焊口开裂，则在正常运行时就会因接触不良发热将绝缘烧坏，而不必等雷雨时才出问题；此外干式电抗器没有铁芯的，振动很小，不致造成异物划伤线圈的问题。而且即使有异物也只能存留在线圈夹层内，不致伤及内外表面。

虽然匝问短路故障可能有不同原因，但是我们不能不注意到普遍发生的树枝状放电问题，上述匝绝缘击穿事故大多与这个现象有关。需要指出，以环氧树脂固化外包绝缘的电抗器线圈，其耐受电压是有限的。由于线圈的对地电容和匝间纵向电容的影响，电压分布并不均匀。线圈表面的绝缘强度也不能与表面光滑均匀的瓷套比拟。在不均匀的电场强度作用下，受到潮湿和污秽的影响，电抗器表面电位梯度偏高的地方，空气将局部游离形成电晕和迅速移动的分枝滑闪放电。空气游离的同时将分解出臭氧和一氧化氮，这些气体与绝缘表面的水分结合而生成亚硝酸或硝酸，它腐蚀绝缘使之炭化，在绝缘表面蚀成深槽。这种现象也有人认为是泄漏电流流经绝缘表面，在雨水烘干又变湿的反复过程中出现移动的间歇性小电弧所造成。如果这个现象继续发展，必将因绝缘损伤造成匝间击穿短路。

为了避免发生这类故障，制造厂采取了加防雨帽和线圈表面涂憎水性RTV胶涂层的防雨措施，还主张线圈外侧装上防雨的玻璃钢保护层。有的厂增加了线圈高度，加大表面爬电距离。对于导线接头开焊和温升过高的问题，主张导线定尺取消接头和改用绝缘耐热等级更高的材料。这些措施有的无疑是有益的，但其实效还需要时间来进行检验。

通过试验研究和运行经验证明，雨水对户外的绝缘子有自然清洗的作用。户内和有棚盖的设备绝缘表面更为污秽，特别是线圈的夹层更容易藏垢积污。其次，防雨帽不能防范浓雾和斜风细雨，这些因素比雨水更具危险性。此外将线圈外侧包起来是否有效和影响其散热也必须考虑。憎水性涂层的有效期需要注意，因为定期喷涂，除线圈内外层还必须喷涂夹层。这将给运行带来麻烦。增加高度加大线圈爬电距离如能证明有效，将会是一项较好的措施。现在西安扬子公司35kV电抗器高度已由加拿大的1.6m提高到2.1m。如

果能在不戴帽和不喷刷涂料的条件下正常运行，这将受到运行人员的欢迎。目前加拿大产的63kV电抗器高度已达3.34m，加上支座和绝缘子已超过5m，继续增加高度将带来许多不便。此外，建议以降低电流密度来解决温升过高的问题，避免出现温度很高的设备。

2.2漏磁影响

干式空芯电抗器由于没有铁芯对磁通的规范，也不能采取磁屏蔽的措施，所以电抗器周围空间存在强大的磁场。为了避免电抗器相互间以及对邻近的金属构架和接地网因电磁感应造成影响，制造厂规定了彼此间应保持的距离。通过实际检验，安装设计的距离都超过了规定，但却发现了不少问题。

a．东北网沙岭变奥地利SE公司产11kV105MVar电抗器，其钢管遮栏用钳形电流表测定，最大电流达60A。

b．东北网东丰变加拿大产2组63kV60MVar电抗器金属遮栏测得最大电流为140A，后来将遮栏改用为硬塑合成的绝缘材料。

c．柳州沙塘变35kV50MVar电抗器，巡视时发现支持底座的接地引下线发烫，经测定B相温度最高达120~C，电流最大为225A。后来将所有形成环状回路的钢盘进行开环处理，过热问题得以缓解。

需要指出，磁场强度是与电压成比例的。电压愈高，电磁感应的强度也愈大，为了减少电抗器相互问的影响，降低金属构架和接地网的损耗和发热，应该通过试验，按不同的电压规定不同的安全距离，目前这种统一的规定是不适当的。其次，要求厂家提供非磁性材料的支座及支柱绝缘子，并采用绝缘材料的安全遮栏，接地网采用放射形布置避免形成环状。

3 电抗器的选择及其他

随着500kV电力系统的发展，将有大批并联电抗器投入电网运行。在如何选择电抗器上，存在着高抗与低抗的选择，油浸铁芯式与干式空芯式的选择和额定电压的选择等问题。这些电抗器各有优点和缺点，通过长时间的运行，对电抗器的选择提供了一定的依据。

3.1高抗与低抗的选择

330及500kV电网建设的前期，各大电网以装设高压电抗器为主，随着电网的发展，又出现了大批低压电抗器。其中如华东网，除繁昌和江都等少数变电所几乎全部安装35kV的低压电抗器。在低抗中又以干式空芯式占绝大多数。最近一个时期，从经济观点出发，新建500kV变电所也都偏重于选用低抗。这种选择是否适当?值得进行探讨。

包括配套用断路器等装置在内，高抗的初投资费用较高，因体积重量大，运输和安装不便，加之运行中发生了不少问题，因此大都愿意选用低抗。不过从电网长远的经济效益和安全稳定考虑，偏重发展低抗却是有问题的，理由是：

a．电抗器装在主变压器的一次侧或三次侧虽然补偿效果相似，但装于三次侧，即选用低抗时，使主变压器的感性负荷增加，将占用主变的输出容量。

b．采用低抗时，其感性电流通过变压器使损耗增加，这些损耗远大于电抗器本身的损耗。长年积累，其经济损失不可低估。

c．低压电抗器受到主变压器的约束，并影响主变压器的运行。如果主变压器因故障跳闸甩负荷运行，由于电抗器切除，系统电压可能升高到危险程度。如果低抗发生短路故障，断路器又不能将故障的电源开断时，例如华北和华东网将真空开关装电抗器中性侧的方式，即将对变压器造成危害，或越级跳闸，使故障扩大，电压升高。

d．为提高超高压线路单相重合闸的成功率和系统稳定性，需要高抗在其中性点安装小电抗限制潜供电流。

基于上述理由，超高压系统的感性补偿应该以高压电抗器为主，在电网投运时同时启用。低抗只能在个别处所起填平补偿的作用。

3.2油浸铁芯式与干式空芯式的选择

在低压电抗器中，干式空芯电抗器具有结构简单，重量轻，便于运输和安装、噪音低，没有渗油问题，维护方便和无铁芯饱和，电抗值保持线性等优点，受到运行部门的欢迎。但是与油浸铁芯式比较，却存在以下缺点：

a．受绝缘结构和绝缘材料的限制，干式空芯电抗器绝缘强度和耐受电压无远不及油浸铁芯式电抗器，绝缘的可靠性也较差。油浸铁芯式电抗器的额定电压已达到800kV，干式空芯电压达到35kV还发生了不少问题。

b．干式空芯电抗器依靠空气自然冷却，散热条件差，在阳光直射和环境高温的影响下，绝缘容易老化，预期使用寿命短。使如徐州变的电抗器运行5年半后导线已全部脆裂，严重部位已经粉化。油浸铁芯式因绝缘油的冷却效果好，绝缘不受外界环境影响，其绝缘寿命要长得多，可以达到干式空芯式的2倍以上。从这点考虑，油浸铁芯式要经济得多。

c．干式空芯电抗器没有铁芯导磁，磁通散布空间，因而其损耗远远大于油浸铁芯式。并且其四周空间磁场强度很大，对邻近金属构架和接地网因电磁感应产生附加损耗和发热，需要较大的安装场地。油浸铁芯式有较好的导磁铁芯和漏磁屏蔽，并且又有油箱的屏蔽，因此损耗低，不会影响四周的金属构架等，其安装场地也较小。

d．由于绝缘材料价格影响，容量相同的产品，干式空芯电抗器一般较油浸铁芯式的价格高约20％以上。

e．干式空芯电抗器经环氧树脂固化成型，故障烧损，特别是线圈夹层内绝缘烧损，一般都无法修复。而油浸铁芯可以吊芯分解检修再重投。

上述分析说明，油浸铁芯式电抗器虽然存在渗漏油和局部过热等缺点，但无论从安全可靠性和经济价值等方面比较都有显著的优点。通过运行实际情况分析，也说明电压在35kV以上的电抗器不宜选用干式空芯式。

3.3 额定电压的选择

目前，各大电网高抗的额定电压有法国、瑞典和西变提供的550/√3kV，加拿大的525/√3kV和500/√3三种，低抗侧有34.5kV、35kV和63kV。额定电压应该如何选择？现有产品的额定电压是否适当？值得进行控讨。

安装并联电抗器的目的是补偿充电功率，把过高的电压降低到正常运行的水平，当系统电压低于正常运行水平时就应将电抗器切除。正常运行电压是电抗器长时期承受的电压，电抗器的额定电压按正常运行电压来确定应该是最合理的。额定电压如果按最高电压确定，正常运行时，其输出容量将会降低，即损失容量。如果额定电压选得过低，正常运行时，电抗器将过负荷，并在最高电压时，铁芯将会饱和影响线性。从上述原因出发，高抗选用525/√3kV比较合理。低抗如果选用34.5kV、35kV和63kV都低于系统正常运行水平，目前系统电压偏高，加之有的主变压器三次侧电压选得不合理，使电抗器在高于其额定电压的条件下运行。从而因过负荷过热而加速绝缘老化。运行中出现的一些麻烦与额定电压选得过低也不无关系。低抗的额定电压应该在最高电压和标称电压之间选择，具体数值需要参考主变压器三次侧的额定电压和系统的正常运行电压。

3.4 其它问题

DL5014－92标准第3.3.1条规定，“高压并联电抗器回路一般不装设断路器或负荷开关”是不恰当的。运行中发生了许多故障，需要进行检查和修理。没有断路器就必须断开电源线路或造成事故扩大。不能因为减少断路器的投资而不顾价格昂贵的高压电抗器的安全。

在低抗中性点侧安装真空负荷开关虽然可以节约投资，但是电抗器发生故障因不能断开电源而扩大损失，已经在运行中多次发生，再加三次侧不装总开关将会因越级跳闸，造成严重影响，有必要加以改进。

4 结论

并联电抗器已经在电网运行了10余年，分析总结其运行经验教训，对于今后电网的安全经济运行和电抗器产品质量的改进是有益的。

a．从安全和经济运行考虑，超高压电网的感性无功补偿应该以高压电抗器为主，不宜大量发展低压电抗。

b．油浸铁芯式电抗器的铁芯结构需要改进，单相选用三柱式，三相选用五柱式。加强铁轭和芯柱的漏磁屏蔽措施。并且严格工艺质量，防止渗漏油和一些失误。

c．限制35kV以上千式空芯电抗器的运用。为了减少表面滑闪放电的几率，干式空芯电抗器，宜增加线圈高度加大爬电距离，以及喷涂憎水性涂料，并采取措施避免空间磁场的影响。