1.并联电抗器的作用是什么 ?
(1) 降低工频电压升高。超高压输电线路一般距离较长 , 可达数百公里 , 由于线路采用分裂导线 , 线路的相间和对地电容均很大 , 在线路带电的状态下 , 线路相间和对地电容中产生相当数量的容性无功功率 ( 即充电功率 ), 且与线路的长度成正比 , 其数值可达 2 创～3 ∞ kvar, 大量容性功率通过系统感性元件 ( 发电机、变压器、输电线路 ) 时 , 末端电压将 要升高 , 即所谓 " 容升 " 现象。在系统为小运行方式时 , 这种现象尤其严重。 在超高压输电 线路上接人并联电抗器后 , 可明显降低线路末端工频电压的升高。
(2) 降低操作过电压。操作过电压产生于断路器的操作 , 当系统中用断路器接通或切除 部分电气元件时 , 在断路器的断口上会出现操作过电压 , 它往往是在工频电压升高的基础上 出现的 , 如甩负荷、单相接地等均产生工频电压升高 , 当断路器切除接地故障或接地故障切 除后重合闸时 , 又引起系统操作过电压 , 工频电压升高与操作过电压迭加 , 使操作过电压更高。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人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 , 困此 也降低了操作过电压。
(3) 避免发电机带空长线出现自励过电压。当发电机经变压器带空载长线路启动 , 空载 l 发电机全电压向空载线路合闸 , 发电机带线路运行线路末端甩负荷等 , 都将形成较长时间发 电机带空载线路运行 , 形成了一个 L-C 电路 , 当空长线电容 C 的容抗值 Xc 合适时 , 能导致发电机自励磁( 即 L-C 回路满足谐振条件产生串联谐振 ) 。
自励磁会引起工频电压升高 , 其值可达 1.5～2.0 倍的额定电压 , 甚至更高 , 它不仅使并网的合闸操作 ( 包括零起升压 ) 成为不可能 , 且其持续发展也将严重威胁网络中电气设备的安全运行。并联电抗器能大量吸收空载长线路上的容性无功功率 , 破坏发电机自励磁条 件。
(4) 有利于单相重合闸。为了提高运行可靠性 , 超高压电网中常采用单相自动重合用即当线路发生单相接地故障时 , 立即断开该相线路 , 待故障处电弧熄灭后再重合该相。由于超高压输电线路间电容和电感 ( 互感 ) 很大 , 故障相断开短路电流后 , 非故障相电源 ( 电据 中性点接地) 将经这些电容和电感向故障点继续提供电弧电流 ( 即潜供电流), 使故障处自弧难于熄灭。如果线路上并联三相 Y 形接线的电抗器 , 且 Y 形接线的中性点经小电抗器割 地、就可以限制和边除单极援地处的潜侠电流、使电弧熄灭、有利于重合闸成功，这时的小电抗器相当于消弧线圈。
2.中性点电抗器起什么作用 ?
(1) 中性点电抗器与三相并联电抗器相配合 , 补偿相间电容和相对地电容 , 限制过电压 , 消除潜供电流 , 保证线路单相自动重合闸装置正常工作。
(2) 限制电抗器非全相断开时的谐振过电压 , 因为非全相断开是一个谐振过程 , 在谐扭过程中可能产生很高的谐振电压。
3.500KV 线路按什么原则装设高压并联电抗器?
(1) 在 500KV 电网各发展阶段中 , 正常及检修 ( 送变电单一元件 )运行方式下 , 发生故障或任一处无故障三相跳闸时 , 必须采取措施 , 限制母线侧及线路侧的工频过电压在最高线路运行电压的 1.3 及 1.4 倍额定值以下。
(2) 经过比较 , 如认为需要采用高压并联电抗器并带中性点小电抗器作为解决潜供电流 的措施， 为保护线路瞬时性单相故障时单相重合闸成功。
(3) 发电厂为无功平衡需要 , 而又元法装设低压电抗器的时候。
(4) 系统运行操作 ( 如同期并列 ) 需要。
4.大型并联电抗器和普通变压器比较在原理方面有何特点 ?
(1) 铁芯结构方面。变压器的铁芯由高导磁硅钢片迭成 , 而并联电抗器铁芯是由导 磁的铁芯和非导磁的间隙交替迭成。
(2) 电路方面。普通变压器有初级和次级两个线圈 , 而大型电抗器只有初级一个线圈。
(3) 工作原理方面。普通变压器工作原理是电磁感应原理 , 它的作用主要是升高和降低电压 ; 大型电抗器主要利用在额定电压下线性的特点来吸收系统电容性无功。
(4) 大型电抗器的附件和普通变压器基本相同 , 它的冷却方式采用自冷式。
5.并联电抗器为何采用带间隙的铁芯?
(l) 为获得所需要的设计阻抗 , 使电抗器线圈能通过设计规定的电流来获得设计容量。
(2) 在规定的电压范围内 , 铁芯不会饱和 , 保持阻抗稳定 , 获得线性特性。
6.并联电抗器与中性点电抗器在结构上有何区别 ?
(1) 它们都是一个电感线圈 , 区别在于并联电抗器的线圈为带间隙的铁芯 , 而中性点电抗器的线圈没有铁芯 ( 相当于消弧线圈 ) 。
(2) 并联电抗器有散热器 , 中心点小电抗器没有散热器。
7.何谓并联电抗器的补偿度 ? 其值为多少 ?
并联电抗器的容量。 QL 与空载长线路无功功率Qc 的比值Q L/Qc 称为补偿度。通常补偿度选在60% 左右。
8.并联电抗器的无功功率取决于什么?
并联电抗器的无功功率取决于线路电压。当线路电压为额定电压时 , 所对应的电抗器元功功率为名牌标示的额定容量 ; 当线路电压为最高电压时 , 所对应的无功功率将高于额定容量 , 并与电压的平方成正比 , 即 Q =KU2(K 为比例系数 )； 当电路电压低于额定电压时 , 所对应的电抗器无功功率将低于额定容量。
9.什么是潜供电流 ? 潜供电流对重合闸有何影晌 ? 如何防止 ?
当故障相 ( 线路 ) 自两侧切除后 , 非故障相 ( 线路 ) 与断开相 ( 线路 ) 之间因存在电容耦合和电感耦合 , 继续向故障相 ( 线路 ) 提供的电流称为潜供电流。
当 C相发生单相接地故障时 , 线路两侧 C 相的断路器跳开 , 这时故障 A D 处的短路电流被切断 , 但非故障的其他两相 A 、 B 仍处在工作状态。由于各元件之间存在电容 C1, 所以 A 、B 两相将通过电容 C1 向故障点 D 供给电容性电流 Ic1, 同时 , 由于各相 | 之间存在互感 M, 所以带负荷电流的 A 、 B 两相将对故障相感应一电势 。该 l 互感电势通过故障点及对地的电容 C 。形成回路 , 因此向故障点供一电感性电流 , 这两部分电流分量的总和就叫做潜供电流。即 Iq=Ic1+Icd
潜供电流对灭弧产生影响, 由于此电流存在 , 将使短路时弧光通道去游离受到严重阻碍。另一方面 , 自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能成功 , 若制供电流值较大 , 会导致重合闸失败。
为了保证重合闸有较高的重合成功率 , 一方面可采取减小潜供电流的措施 , 如对500kV中长线路上并联电抗器的中性点加小电抗、短时在线路两侧投入快速单相接地开关等措施，另一方面可采用实测熄弧时间来整定重合闸时间。
10.线路并联电抗器可否轻载运行 ? 试比较它与主变压器的运行。
线路并联电抗器不能轻载运行。与变压器比较 , 线路并联电抗器的运行条件比较恶劣:
(1) 并联电抗器运行负荷长期稳定 , 接近满负荷运行 , 条件比较恶劣 , 负载较重。
(2) 并联电抗器铁芯有间隙 , 漏磁较多 , 振动较大 , 比较容易发生各种故障。
11.中性点电抗器在什么情况下会有电流通过 ?
当系统接地、三相电压不平衡、并联电抗器三相参数不一致、电压中含三次谐被时在中心点电抗器中会有电流流过。
12.并联电抗器接入线路的方式有几种?
超高压并联电抗器 , 一般接成星形接线 , 并在其中性点经一小电抗器接地。并联唱一抗器接人线路的方式主要有三种:
(l) 通过断路器、隔离开关将电抗器接入线路。这种接入方式投资大 , 但运行方式较灵活。在线路重载时 , 能方便地切除部分电抗器 , 以保证系统的电压。
(2) 通过隔离开关或直接将电抗器接入线路。采用这种接入方式 , 当电抗器故障或保护误动时 , 会使线路随之停电。在线路传输很大容量时 , 需要适量电抗器退出运行。只府将线路短时停电 , 方能将电抗器退出 , 这往往比较困难。
(3) 将电抗器通过间隙接入线路。放电间歇应能耐受一定的工频电压 ( 一般为 1.35UN),它被一个开关 S 所并接 , 如图 2-4 所示。正常情况下 ,开关 S断开 , 电抗器退出运行。当该处电压达到间歇放电电压时 , 开关 S 就立即动作 , 电抗器自动投入 , 工频电压随即降至额定值以下。故该接入方式是比较好电间歇并联 的接人方式。
13.并联电抗器的漏磁通是如何产生的? 它对电抗器有何危害 ?
并联电抗器中的磁通是由主磁通和漏磁通两部分组成。主磁通通过铁芯闭合 , 漏磁通通过空气闭合。并联电抗器的铁芯芯柱中串有气隙 , 气隙的旁路效应产生的漏磁通是漏磁的主要部分 , 它分布的空间大 , 在电抗器本身及其外壳中产生涡流 , 这样将使并联电抗器涡流损耗增加 , 即铁损增加 , 使并联电抗器容易产生过热以及局部过热现象 , 同时在运行中容易发生振动。
14.并联电抗器铁芯多点接地有何危害? 如何判断多点接地 ?
正常时并联电抗器铁芯仅有一点接地。如果铁芯出现两点及两点以上的接地时 , 则铁芯与地之间通过两接地点会产生环流 , 引起铁芯过热。
判断铁芯是否出现两点或多点接地的方法是 : 可将原接地点解开后测量铁芯是否还有接地现象。
15.对并联电抗器正常运行有哪些规定 ?
(1) 允许温度和温升。采用 A 级绝缘材料的并联电抗器 , 其油箱上层油温度一般不超过 85 ℃ , 最高不超过 95 ℃ ; 运行时的允许温升为 : 绕组温升不超过 65 ℃ , 上层油温升不超过 55 ℃ , 铁芯本体、油箱及结构件表面不超过 80 ℃。当上层温度达到 85 ℃时报警 , l05 ℃时跳闸。
(2) 允许电压和电流。并联电抗器运行时 , 一般按不超过铭牌规定的额定电压和额定电流长期连续运行。运行电压的允许变化范围为 : 额定值的± 5%O 当运行电压超过额定值时 , 在不超过允许温升的条件下 , 并联电抗器过电压允许运行时间应遵守表 2-1 的规定 , 当运行电压低于0.95UN 时 , 应考虑退出部分并联电抗器运行 , 以保证系统的电压水平。
500KV 并联电抗器最大允许过电压时间
表2-1
过电压倍数(U/UN)
1.05
1.12
1.14
1.16
1.18
128
1.45
1.5
最大允许时间
连续
60min
20min
10min
3min
20s
8s
6s
(3) 直接并联接在线路上的电抗器 , 线路与并联电抗器必须同时运行 , 不允许线路脱离电抗器运行。
16.运行中的并联电抗器在什么情况下应退出运行 ?
(1) 电抗器内部有强烈的爆炸和严重的放电声。
(2) 释压装置向外喷油或冒烟。
(3) 电抗器着火。
(4) 在正常情况下 , 电抗器的温度不正常并不断上升超过 105 ℃时。
(5) 电抗器严重漏油使油位下降 , 并低于油位计的指示限度。