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【电抗器常识】高压串联电抗器噪音处理分析 随着跨区域长距离输变电工程的建设及电压等级的不断提高,输电线路的充电电容显著增大。为了补偿线路充电功率,抑制系统工频过电压,保证系统的安全稳定运行,高压串联电抗器是超高压电网中必不可少的电气设备。
西北电网750kV官亭至兰州东输变电示范工程是中国目前电压等级最高的输变电工程,该工程于2005年9月26日投入运行。作为示范工程起点的官亭变电站内装设了一组容量为300Mvar的750kV高压串联电抗器,该组电抗器通过隔离开关并联在750kV官东Ⅰ线上,其中性点经小电抗接地。
2005年9月21日,在750kV输变电示范工程系统调试过程中,发现官亭变电站750kV2号高压串联电抗器A、B、C三相振动均有多个超标点(出厂试验数据合格)。为了限制高压串联电抗器的振动,在生产厂家、陕西电科院等单位的配合下,西北电网公司采取了一系列的减振措施,并且,为了掌握电抗器振动的具体状况,对电抗器的振动进行了严密的跟踪监测。
电抗器噪音产生的机理
电抗器之所以会产生噪音,这是由其本身的结构所决定的。铁芯高压串联电抗器的中心问题是铁芯特殊和漏磁,由此易带来振动较大和局部过热问题,威胁设备及电网的安全运行,迄今为止,振动和过热仍是铁芯电抗器的2个世界性难题。因此,如何减小振动和克服局部过热就成为各制造厂家研制高压串联电抗器的重点课题。
在空心线圈中插入铁磁材料,即可提供更大电感,这是铁芯电抗器的由来。高电压、大容量并联电抗器要获得较大并且在一定条件下趋于稳定的电抗,那么必须在铁芯电抗器的铁芯上串联许多气隙,用于增大磁阻、限制磁饱和的影响,这势必带来较之变压器大得多的振动问题和漏磁问题。变压器一、二次绕组总是互相去磁,而电抗器只有一个绕组,没有与其平衡的二次绕组,再加上其气隙的影响,所以铁芯电抗器漏磁通较大,若处理不好,大量的漏磁通会在部件中产生环流,引起局部过热,加速绝缘油分解劣化,造成事故。
电抗器由于铁芯柱的分段,各段分别产生磁极,使铁芯饼之间存在着磁吸引力,这些磁吸引力会引起额外的振动和噪声。由铁芯饼、垫块和铁轭组成的系统还有可能出现机械共振现象,因此电抗器的振动和噪声都较大。在工频电压、电流情况下,交变的磁势产生的磁场、铁芯磁密是交变的。电抗器各相邻铁芯饼之间任何瞬间都是异性磁极相邻,所以其间的磁场力为吸引力,且其大小与磁密的平方成正比。在交变磁场的作用下,相邻铁芯饼之间的吸引力在零与最大值之间以2倍于电源频率(50Hz)的频率交变,从而造成铁芯饼弹性变形的交变而产生机械振动,振动频率为100Hz。
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