【電抗器常識】串聯電抗器的限流應用分析

      串聯電抗器在中低壓系統曾得到廣泛的應用,隨著開關制造水平的提高,中低壓系統的串聯電抗器日漸減少。但串聯電抗器可有效地降低系統的短路電流水平,減小設備的短路電流耐受水平,有非常顯著的經濟效益,仍在許多場合得到了大量的應用。

      串聯電抗器的典型配置方式主要有:母線聯絡方式、線路端接入方式、串接于變壓器支路和加裝在變壓器中性點等幾種。中性點電抗器主要為限制單相短路電流,串接于變壓器支路主要為限制變壓器低壓側母線或系統的短路電流,在超高壓系統中,一般采用母線聯絡方式或串接于線路方式。

      串聯電抗器按其控制類型分包括常規串聯電抗器和可控串聯電抗器。常規串聯電抗器即為不可控電抗器。其優點是運行方式簡單、安全可靠。但會增加無功損耗及有功損耗,有時會降低系統的穩定性,并需對現有線路上的距離保護方案進行修改。而可控串聯電抗器在系統正常運行時對電網的影響很小,在系統發生短路時又能快速限制短路電流。按工作原理不同,分為串聯諧振型和并聯諧振型兩類。正常工作時導通控制器件關斷,L /C諧振,阻抗為零,短路故障時導通控制器件快速導通,電路諧振狀態改變,呈現出很大的阻抗,從而限制短路電流。導通控制器可選用電力電子器件或可控放電間隙等。

      國外超高壓輸電網中,特別是在北美電網,應用串聯電抗器的實例較多。但大多數應用于調整電網的潮流分布。330 kV 及以上系統限制短路電流的工程實例主要有巴西的Tucurui工程、巴西Furnas工程、美國紐約電網的聯合愛迪生系統和澳大利亞MetroGrid 330 kV系統等。另外, SIE2MENS公司提出了基于成熟的TPSC技術與限流電抗器串聯的的短路電流限制方案。
 
      1996年12月,美國電子與電氣工程師協會( IEEE)制定了《限流電抗器需求、術語和試驗規范》標準(C57. 16 - 1996) ,規定了輸電和配電系統中用于穩態潮流控制和短路電流限制的干式空心單相和三相戶內、戶外串聯電抗器的應用范圍、需求、額定值、試驗、建造等內容。該標準于1997年5月被美國國家標準協會(ANSI)確認為美國國家標準ANSI Standard C57. 16《干式空心串聯電抗器需求、術語和試驗規范》。
 
      串聯電抗器的實質就是限制電容器合閘涌流，抑制電網電壓波形畸變和控制流過電容器的諧波分量；降低和避免諧波電流的危害，保護電容器，提高功率因數。
 
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