750kV 超高压输电线路中并联电抗器的应用分析
并联电抗器在特高压电网中的应用及发展
并联电抗器在特高压电网中的应用及发展作者：王怀兵来源：《科技风》2017年第12期摘要：详细介绍了特高压线路容升效应和潜供电流的形成原理，叙述了国内普遍采用高压并联电抗器抑制容升效应，并通过应用高压并联电抗器中性点连接小电抗的方式，降低潜供电流对特高压线路造成的影响。
从发展的角度叙述可控并联电抗器在特高压系统的广阔前景。
关键词：特高压；容升效应；潜供电流；可控并联电抗器我国电力系统正向远距离、大容量、特高压的方向发展。
通过建设具有高强度的特高压电网能源传送框架，使得清洁的电力能源能够从我国西部和北部地区大规模传输运送到中东部地区的应用环境之中，将电力能源跨流域、跨地区的远程大规模传输的构建设想付诸现实，在协调社会能源分配比例的同时，将西部的能源储备转换为经济发展的优势，提升国家电力能源优化配置的效率[1]。
一整套的先进特高压设备是建立特高压电网系统的前提，而特高压并联电抗器作为重要的组成部分之一，其容量要比超高压系统中的并联电抗器大得多。
并联电抗器主要用以补偿线路容性无功，抑制操作过电压；在配置中性点小电抗的情况下抑制潜供电流，以提高单相重合闸的成功率。
1 容升效应特高压输电线路一般距离较长，能达到数百公里。
技术上通常要求采用8分裂导线作为特高压电力能源传输的线路原材料，这就导致线路网络上的充电容性功率较大（几百兆乏），过大的容性功率在通过网络系统中的感性配件时，会导致线路末端产生较大的电压。
而这种线路末端电压过高的现象，称之为“容升”现象。
在远距离电力传送线路的首末段安装并联电抗器设备，能够在补偿特高压线路中的电容电流的同时，尽可能限制工频电压数值的升高幅度，从而起到大大减少容升效应的目的。
当特高压系统发生切除接地故障、甩负荷或重合闸时，在工频电压升高的基础上通常伴随着操作过电压的产生。
也就说明了操作过电压的幅值高低与工频电压的升高程度有着直接的关系。
所以特高压线路首末段加装并联电抗器后，可以大大限制工频电压的发展，也就导致了操作过电压的幅值的降低。
并联电抗器在电气工程中的应用
投入并联电抗器，可以减少无功电流，提高功率因数，降低电能损耗。
02
系统稳定性增强
在工业电力系统中，并联电抗器可以作为动态无功补偿设备，根据系统
需求实时调整无功输出，提高系统的稳定性。
03
节能降耗
通过合理配置并联电抗器，可以降低工业电力系统的线路损耗、变压器
损耗等，实现节能降耗的目标。
04
并联电抗器的选择与设计
• 有限元分析：利用有限元分析方法对并联电抗器的磁场分布、损耗和温 升进行详细模拟，以指导产品设计优化。
• 参数化设计：通过参数化设计手段，快速调整并联电抗器的关键参数， 实现产品性能的快速优化。
• 多目标优化算法：采用多目标优化算法，综合考虑并联电抗器的性能、 成本和体积等多个目标，寻求最佳设计方案。
清洁保养
定期清洁并联电抗器的表面和内部，防止灰尘、 潮气等因素对其性能造成不良影响。
3
预防性维护
根据并联电抗器的运行情况和历史数据，进行预 防性维护，如更换老化部件、调整参数等，以延 长其使用寿命。
并联电抗器的故障诊断与修复
故障诊断
通过实时监测数据和故障现象，分析并联电抗器的故障原因，准确定位故障点。
紧急处理
对于严重故障，需要立即采取紧急措施，如切断电源、隔离故障设备等，防止事故扩大。
修复与更换
根据故障诊断结果，进行相应的修复工作，如更换损坏的元器件、修复接线端子等。修复 完成后，需要对并联电抗器进行重新测试和验证，确保其恢复正常工作。
06
并联电抗器在电气工程中的未 来发展
并联电抗器在电气工程中的未来发展
括电阻值、绝缘状况等，确保其处于正常工作状态。
逐步投运
02
并联电抗器应当逐步投入运行，以避免电流冲击对系统造成不
750kV输电线路的特殊问题及其对线路保护的影响
750kV输电线路的特殊问题及其对线路保护的影响摘要：根据西北电力公司提供的750kV系统参数及电科院提供的动模试验方案，本文通过RTDS仿真得到750kV 输电线路的一些特殊问题。
文中分析750kV特高压输电线路的电容电流、暂态过程、过渡电阻、空载合闸充电、重负荷及空载、大短路电流对线路保护的影响，为研究和开发特高压线路保护装置提供一定的帮助和指导。
关键词：电力系统; 继电保护; 输电线路The special problems of 750kV transmission line and its influences to protection relayAbstract: Based on 750kV power system parameters provided by north-west china electric corporation and dynamic emulation project offered by Electric Power Research Institute, several special problems of 750kV transmission line were taken notice through RTDS, and in addition its influences to protection relay were analyzed in this paper, such as capacitance current, transient process, transition resistance, connecting unloaded line to system, heavy load, great fault current. It is expected that it can be help for studying or developing UHV transmission line protection device.Key words: electric power system; protection relay; transmission line０引言根据国家“西部开发战略”，发挥西北电力资源优势，加强西北电网建设，推进“西电东送”和“全国联网”，国家建设西北750kV输变电建设工程[1-3]。
750kV线路高压电抗器电气闭锁回路分析及改进
750kV线路高压电抗器电气闭锁回路分析及改进【摘要】本文针对750kV线路高压电抗器电气闭锁回路进行了分析与改进。
引言部分介绍了研究的背景和意义。
接着介绍了750kV线路高压电抗器的作用及特点，详细分析了电气闭锁回路的原理。
同时指出了现有750kV线路高压电抗器电气闭锁回路存在的问题，并提出了改进方案。
在改进方案探讨部分，列举了一些具体的改进措施，并设计了改进后的电气闭锁回路。
结论部分总结了研究成果，展望了未来研究方向，并给出了结论性观点。
通过本文的研究，可以完善750kV线路高压电抗器电气闭锁回路，提高电力系统的运行效率和稳定性，为电力行业的发展做出贡献。
【关键词】750kV线路、高压电抗器、电气闭锁回路、分析、改进、作用、特点、原理、问题、方案、设计、研究成果、未来展望、观点。
1. 引言1.1 背景介绍随着电力系统的不断发展和扩张，750kV级别的输电线路已经成为电网主干的重要组成部分。
在750kV线路中，高压电抗器是一种关键的电气设备，用于维护线路的稳定运行，降低电压波动和瞬时过电压，提高电网的负载能力和电能传输效率。
在实际运行中，750kV线路高压电抗器的电气闭锁回路常常存在一些问题，导致线路的安全性和可靠性受到一定影响。
为了解决这些问题，本文将对750kV线路高压电抗器的电气闭锁回路进行深入分析，并提出改进方案，以确保线路的正常运行和保障电网的稳定运行。
通过本文的研究与改进，将进一步完善750kV线路高压电抗器的电气闭锁回路设计，提高线路的安全性和可靠性，为电力系统的稳定运行和发展做出贡献。
1.2 研究意义研究意义是指本研究对于解决当前750kV线路高压电抗器电气闭锁回路存在的问题具有重要的理论和实践意义。
750kV线路高压电抗器作为电力系统中重要的设备，其性能稳定与否直接影响到电网的安全稳定运行。
对于电抗器电气闭锁回路的研究和改进，可以提高电抗器的可靠性和稳定性，避免因电气闭锁故障造成的线路跳闸，进而保障电网运行的持续性和可靠性。
超高压并联电抗器的作用(2)
• 更高。所以，工频电压升高的程度直接影响操作 过电压的幅值。加装并联电抗器后，限制了工频 电压升高，从而降低了操作过电压的幅值。
• 当开断带有并联电抗器的空载线路时，被开断线 路上的剩余电荷沿着电抗器泄入大地，使断路器 断口上的恢复电压由零缓慢上升，大大降低了断 路器断口发生重燃的可能性，因此也降低了操作 过电压。
供电流。潜供电流的存在，使得系统发生 单相瞬时接地短路处的潜供电弧不可能 很快熄灭，将会影响单相自动综合闸的 成功率。
(3)并联电抗器的中性点经小抗接地的方法 来补偿潜供电流，从而加快潜供电弧的 熄灭
4.有利于消除发电机的自励磁。
• 当同步发电机带容性负载(远距离输电线 路空载或轻载运行)时，发电机的电压将 会自发地建立而不与发电机的励磁电流 相对应，即发电机自励磁，此时系统电 压将会升高，通过在长距离高压线路上 接入并联电抗器，则可以改变线路上发 电机端点的出口阻抗，有效防止发电机 自励磁。
通常线路愈长，则电容效应愈大，工频电压升高 也愈大。
• (2)对超高压远距离输电线路而言，空载 或轻载时线路电容的充电功率是很大的 ，通常充电功率随电压的平方面急剧增 加，巨大的充电功率除引起上述工频电 压升高现象之外，还将增大线路的功率 和电能损耗以及引起自励磁，同期困难 等问题。装设并联电抗器可以补偿这部 分充电功率。
超高压线路并联电抗器 的作用
并联电抗器
• 一般接在超高压输电线的首、末端和地 之间，起无功补偿作用。
• 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，因此噪音一般要 比同容量变压器高出10dB左右。
功能
• 电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的 充电容性无功的。可以通过调整并联电 抗器的数量来调整运行电压。超高压并 联电抗器有改善电力系统无功功率有关 运行状况的多种功能，主要包括
750kV分级投切式可控高压并联电抗器研究
750kV分级投切式可控高压并联电抗器研究王惠中;郭文科;秦睿【摘要】This paper describes the classification of high-voltage switching controllable shunt reactor of the basic working principle .The device can adjust the system reactive power, suppress over-voltage and frequency arc current, with a continuous smooth power adjustable harmonic current small and the advantages of fast response.Article uses Fourier series decomposition method.This method analyzed about current harmonic content of 300Mvar750 kV controllable high voltage shunt reactors work winding which will put into operation in Hexi 750 kV transmission project Dunhuang substation.Then, according to Hexi 750 kV transmission project planning, analysis of the installation of grading in Dunhuang bus side controllable switching frequency of the system highly resistant to the impact of over-voltage.%阐述了分级投切式可控高压并联电抗器的基本工作原理,装置能够调节系统无功功率、抑制工频过电压和潜供电流,具有功率连续平滑可调、谐波电流小和响应速度快的优点.应用傅立叶级数分解方法对即将在河西750 kV输电工程中的敦煌变电站投运的300 Mvar750 kV可控高压并联电抗器的工作绕组电流的谐波含量进行了分析.然后,根据河西750 kV输电工程的规划,分析了装设在敦煌母线侧分级投切式可控高抗对系统工频过电压造成的影响.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2012(034)001【总页数】3页(P74-76)【关键词】可控并联电抗器;分级投切式;谐波电流;750 kV输电工程;工频过电压【作者】王惠中;郭文科;秦睿【作者单位】兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050;甘肃省电力科学研究院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TM472;TM70 引言近年来随着超/特高压、长距离电网的建设和发展，特别是新疆与西北750 kV联网工程的建设投运，这将对电力系统稳定运行和灵活控制的要求日益提高，新型的与电力电子技术相结合的设备逐渐增多，并作为改善输电控制的有效手段被推广应用，并联电抗器就是其中的重要组成部分［1］。
750kV开关站高压并联电抗器油色谱数据异常分析
750kV开关站高压并联电抗器油色谱数据异常分析作者：省天艳董庆芳来源：《科技创新与应用》2015年第33期摘要：电抗器内的绝缘油与固体绝缘等有机材料在热和电的作用下会缓慢产生少量的低分子烃类气体、CO和CO2等气体。
电抗器内部出现故障时，某些特殊组分气体含量剧增，产生的气体大部分溶于油中，对油中气体进行色谱分析有利于发现电抗器内部的早期故障，文章介绍了青海省某750kV开关站高压并联电抗器绝缘油色谱数据存在异常情况，对此进行了一系列检查试验，综合分析判断及处理措施。
关键词：750kV开关站高压并联电抗器；色谱分析；故障诊断；处理措施1 事故概述2014年11月20日试验专业在对青海省某750kV开关站的高压并联电抗器进行例行周期性油色谱测试工作中，发现某I线高压并联电抗器C相、某Ⅱ线高压并联电抗器A相、某Ш线高压并联电抗器A相、某IV线高压并联电抗器A相色绝缘油谱数据存在异常。
2 近三个月存在异常的试验数据分析3 数据分析及原因分析根据目前油色谱试验分析报告可以看出各气体组分含量均未超出Q/GDW 1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》中规定的注意值，且均没有明显持续增长迹象。
根据以上数据分析及通过三比值法计算，初步推断：某I线高压并联电抗器C相油色谱数据异常可能是由于涡流、铁芯漏磁等原因造成的短暂性绝缘油局部低温过热而产生。
某Ⅱ线高压并联电抗器A相、海柴Ⅱ线高压并联电抗器C相油色谱数据异常可能是由于电抗器内部引接线间油间隙闪络、环流引起的电弧等原因引起的低能量放电所导致。
某Ш线高压并联电抗器A相油色谱数据异常也可能是由于电抗器内部引接线间油间隙闪络、环流引起的电弧等原因引起的轻微电弧放电所导致，但是由于连续三个月均检测到异常，同时12月的各项数据较11月有明显增长，在2015年1月份的数据中除氢气外，其他数据均有所下降。
可能存在潜在的不稳定因素，需格外注意，加强监测。
某IV线高压并联电抗器A相色谱数据异常也可能是由于电抗器内部引接线间油间隙闪络、环流引起的电弧等原因引起的轻微电弧放电，同时可能伴有局部油温过热现象所导致。
750kV并联电抗器技术规范(企标104)
1.4750kV系统用的油浸式并联电抗器，除应符合现行的有关国家标准和电力行业标准的规定外，同时还应执行本规范。
2
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用标准，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本标准，然而，鼓励根据本规定达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本规定。
5.2.2.5额定电抗： 530 Ω
抽头电抗：583Ω
抽头电抗：530Ω
抽头电抗：477Ω
5.2.2.6相数： 单相
5.2.2.7励磁特性：所有电抗值在300A以下为线性。
5.2.2.8额定持续电流下的总损耗：< 14kW
(总损耗≤容量的3％)
5.2.2.9中性点电抗器温升限值(周围环境温度40℃)见表7，对于本工程还需考虑海拔2000米的修正。
5.2.1.4最高运行电压： 800/ kV
5.2.1.5额定频率： 50 Hz
5.2.1.6相 数： 单相
5.2.1.7额定容量： 100MVar
5.2.1.8额定电流： 216.5A
5.2.1.9额定电抗： 2133 Ω
5.2.1.10连接方式： 星形
5.2.1.11中性点接地方式：经小电抗接地
5P20
30VA
2
400/1A
5P20
30VA
1
注：套管附加电流互感器的电流比、额定输出(VA)等要求，将在具体工程中确定。
5.2.1.18电抗器额定绝缘水平见表4。
表4电抗器额定绝缘水平(kV)
设备最高电压
(有效值)
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750kV 超高压输电线路中并联电抗器的应用分析
摘要: 并联电抗器在750kV 超高压输电线路中的应用, 是超高压输电线路的特点
所决定的, 它对超高压输电线路的无功限制和维持系统的稳定具有极其重要的作用。
结合笔者的工作经验，本文首先介绍了并联电抗器的原理与结构，分析了
750kV 超高压输电线路的特点，阐述了并联电抗器在750kV 超高压输电线路中的
作用，以供借鉴参考。
关键词:750KV 超高压，输电线路，并联电抗器，应用
一、并联电抗器的原理及其结构1、并联电抗器绕组接线原理。
绕组电气接
线原理为上下两路并联的内屏-连续式绕组, 用绝缘加强的电解铜换位导线绕制, 上
下两支路并联, 每支路首端十数段为插入电屏的绝缘加强段, 其余为连续段。
2、并联电抗器的结构。
超高压并联电抗器内部结构有两种: 一种是芯式结构, 另一种是壳式结构。
芯式结构具有损耗低、振动小, 不易发生局部过热的特点。
壳式结构常用的蝴蝶形层式线圈绕制工艺较复杂, 而且套管等部件的国内制造质
量难以保证, 因此在国内超高压输电线路中均采用芯式结构高抗。
芯式高抗结构为: 中间立铁芯饼摞成的铁芯柱, 铁芯柱外套芯柱地屏、绝缘、绕组和围屏, 旁轭
外围旁轭地屏和围屏; 在绕组两端设置器身磁屏蔽, 在前后侧箱壁上设置箱壁磁屏蔽, 从而在器身两侧由器身磁屏蔽和箱壁磁屏蔽构成完整的漏磁回路, 屏蔽漏磁。
二、750kV 超高压输电线路的特点分析1、空载长线容升效应.在750kV 超高
压输电线路中由于输电线路中的电阻、电抗、电导和电纳是沿线路长度均匀分布的, 一条空载长线可看作由无数个串联的L,C 回路构成, 在工频电压作用下, 线路的
总容抗一般远大于导线的感抗, 因此线路各点的电压均高于线路首端电压, 而且愈
往线路末端电压愈高。
对于空载超高压输电线路来说,输电线路的末端电压会高
于首端电压。
为使末端电压值保持在规定的范围内, 需要在线路的适当位置并联
高压电抗器来改善线路的电压分布, 限制空载容升。
2、超高压输电线路单相接地时的潜供电流。
我国超高压输电线路一般都采
用单相重合闸,以提高系统运行的稳定水平, 另外单相重合闸的过电压也比三相重
合闸低得多。
当线路发生单相接地故障时,故障相端断路器跳闸后, 其他两相仍在
运行, 且保持工作电压。
由于相间电容C12 和相间互感的作用, 故障点仍流过一定
的电流I, 即为潜供电流。
潜供电流由两部分组成, 分别为电容分量和电感分量, 其
中电容分量起主要作用。
当潜供电流熄灭后, 同样由于相间电容和互感的作用, 在
原弧道间出现恢复电压, 这就增加了故障点自动息弧的困难, 以至单相重合闸失败。
为了限制潜供电流及其恢复电压, 利用加装高压并联电抗器中性点电抗的方法能
够减小潜供电流和恢复电压。
3、超高压输电线路的充电功率。
对于超高压输电线路来说, 电阻主要影响线
路的功率损耗。
电导代表绝缘子的泄漏电流, 它和电晕损耗也影响功率损耗, 泄漏
与电晕损耗与电阻功率损耗相比, 通常要小得多。
因此一般不计输电线路的电晕
功率损耗和绝缘子的泄漏功率损耗, 由于在输电线路中消耗在线路电阻上的有功
损耗与输电线路上电流的平方成正比, 与电阻值成正比。
传输功率一定时, 输电线
路上流过的电流与电压成反比, 在随着电压等级的升高时, 消耗在输电线路电阻上
的损耗会显著减小,而输电线路中随着电压等级的升高消耗在线路的电容上的充电
功率或电纳上的无功功率却增加很快, 超高压输电线路的线间电容和线对地电容
与电容器板间建立的电容是类似的,线路电容在交流电压的作用下使线路产生交流
充电和放电电流, 随之消耗一定的无功功率。
输电线路上线路的等效电容上产生
的无功与电压平方成正比。
三、并联电抗器在750kV 超高压输电线路中的应用1、限制工频电压升高, 保护用电设备。
由变压器的基本理论可知,变压器在容性负载时二次侧电压要超过额
定电压, 超过值随容性程度的加深而加大。
高压远距离输电系统中, 随着与电源的
距离的增加, 分布电容的总值增加, 也就是电源变压器的负载的容性程度越来越深,
线路的电压越来越高, 尤其在线路空载或轻载时, 电压升高尤其严重,形成严重的工
频过电压。
在线路上由并联电抗器来吸收多余的容性无功功率, 消弱电容效应改
善沿途电压分布, 使各处电压都等于或接近额定值。
2、减少潜供电流, 加速潜供电弧熄灭。
通过上述分析可知, 由于潜供电流的
存在,它使短路处的弧光不能很快熄灭, 从而影响到单相重合闸的成功率, 潜供电流
还使恢复电压过大,有可能使电弧重燃, 接有并联电抗器和中性点电抗器之后, 其电
感抵消或减小相间及相对地电容可避免电弧重燃和加速潜供电流的熄灭。
3、补偿输电线路的充电功率。
输电线路的充电功率与输电线路电压的平方
和输电线路的电纳成正比。
对于超高压输电线路,由于输电电压等级高, 分布电容
引起的线路电纳大, 造成输电线路的充电功率非常大, 通过并联电抗器消耗掉部分
容性充电功率, 使系统的净无功功率( 电抗消耗的无功与电容产生的无功差) 减小,
可以提高系统的电压稳定性。
在超高压输电线路中, 在输电线路的末端或合适的
位置由并联电抗器来补偿输电线路的容性充电功率是限制工频过电压的有效措施。
一般高抗的补偿度不会全补而是限制在一定的范围之内,通常以70%~80%的补偿
度为宜。
4、防止同步发电机自励磁。
当线路空载或轻载时, 长线的分布电容使发电厂
的同步发电机带上容性负载, 这时发电机的电压将自发地建立而不与励磁电流相
对应—这称为发电机自励磁。
由此引起的工频电压升高可能使系统电压达到额定
电压的1.5～2 倍以上, 这不仅使合闸操作或零起升压成为不可能, 而且这种长期过
电压将危及用电设备。
5、抑制操作过电压。
当断开空载输电线时, 断路器可以切断较小的容性充电
电流, 但是由于电源电动势及母线侧对地电容的存在,切断线路的起始阶段, 断路器
的触头间恢复电压的上升速度很可能超过介质恢复强度的上升速度, 发生一次或
多次重燃, 从而产生过电压。
如果在线路上( 通常是末端) 并联电抗器, 当断路器触头间断弧后, 并联电抗器
与线路电容构成振荡回路, 其自振频率接近电源频率, 线路上的残余电荷就成为振
荡的交流电源, 使得断路器触头间的恢复电压呈现出拍频波形, 上升速度大为降低, 从而避免发生重燃和减少重燃的可能性, 抑制了高幅值的操作过电压。
四、结束语750kV 线路由于输电距离长、电压等级高、线路充电功率大等特点, 在输电线路的末端会因空载线路的容升效应而使电压升高。
在750kV 输电线
路末端的并联电抗器, 能够补偿过高的容性充电功率,从而限制空载容升。
由于电
抗器的感性无功功率补偿了线路的容性无功功率, 相当于减少了线路长度, 降低工
频电压的升高, 使过电压限制在设备所允许的范围之内。
参考文献:[1] 刘振亚，特高压电网.[M].中国经济出版社, 2005.10.[2] 陈维贤，
电网过电压教程.[M].中国电力出版社, 1996.11[3]齐卫东等，750kV 输变电工程中
中性点小电抗和接地开关的选取[J] 陕西电力2008 年09 期。