金沙澳门官网58588-金沙城娱乐场网址大全-首页

当前位置:主页 > 资讯资讯 > 行业动态

行业动态

服务支撑

及时为您解答疑惑解决产品疑问请拨打咨询热线
咨询热线:

400-845-0788

021-60778788

售前咨询:

周 经 理

13601920788

在线客服:
为您提供全方位的服务方案
行业动态

干式电抗器的寿命和应用分析

来源:admin ??发布时间:2018-08-14 06:30


干式电抗器的寿命和应用分析

 
      国内开发研制干式空芯电抗器起步较晚,于90年代初北京电力设备(shèbèi)总厂和西安杨子电器厂开始生产此类产品,目前并联电抗器的最高额定电压等级为63kV,最大无功容量为120MVar,电力阻波器的额定电压500kV。上海MWB互感器有限企业已于2000年引进了TRENCH的干式空芯电抗器技术及相关工艺装备,其干式空芯电抗器的设计、工艺、制造水平与加拿大TRENCH相当,各类干式空芯电抗器的年生产能力可达到5000MVar。
  随着电网建设及输变电技术发展的需要,采用环氧浸渍玻璃纤维包封的干式空芯电抗器替代水泥电抗器与铁芯电抗器是重要的发展趋势,本文仅就干式空芯电抗器(以下简称电抗器)的作用和使用寿命作一分析。
  电抗器的作用:电抗器的限流和滤波作用
  电网容量的扩大,使系统(system)短路容量的额定值(rated value)迅速增大。如在500kV变电站的35kV侧,最大的三相对称短路电流(Electron flow)有效值已接近50kA。为了限制输电线路的短路电流,保护电力设备,必须安装电抗器。电抗器能够减小短路电流和使短路瞬间系统的电压保持不变。
  在电容器回路安装阻尼电抗器(即串联电抗器),在电容器回路投入时起抑制涌流的作用。同时与电容器组共同组成滤波器,起各次谐波的滤波作用。如:在500kV变电站35kV侧无功补偿装置的电容器回路中,为了限制投入电容器组时的涌流和抑制电力系统的高次谐波,在35kV电容器回路中必须安装阻尼电抗器。当电容器组的额定容量为了2.52MVar时,组成3次谐波和5次谐波滤波支路的电抗器的额定电感分别为26.2mH和9.2mH,其对地绝缘水平为35kV级。需要说明的是,在国家标准《电抗器》GB10229—88和IEC289—88中均对阻尼电抗器的使用和技术条件作了详细(xiáng xì)规定。但国内有些部门将阻尼电抗器称为串联电抗器,严格来讲这是不合适的,因为上述标准中均设有串联电抗器这个名称。
    电抗器使用的时长的分析
  电抗器在额定负载(load)下长期正常运行时间,就是电抗器的使用寿命。电抗器使用寿命由材料所决定。制造电抗器的材料有金属材料和绝缘材料两大类,金属材料耐高温,而绝缘材料长期在较高的温度(temperature)、电场和磁场作用下,会逐渐失去原有的力学性能和绝缘性能,例如变脆、机械强度降低、电击穿。这个渐变过程就是绝缘材料的老化。温度越高,绝缘材料的力学性能和绝缘性能减弱的越快;绝缘材料含水量越大,老化也越快。电抗器中的绝缘材料要承受电抗器运行产生的负荷和周围环境的作用,这些负荷的总和、强度和作用时间决定绝缘材料的使用寿命。
  这些负荷包括热性质的、机械性质的和电气性质的,以及周围环境的温度(temperature)、化学污染、灰尘和各种射线。
  由于热作用一方面可以引起化学变化,如导致(cause)绝缘材料分子结构中的链断裂,分离反应和交链反应;另一方面由于金属导线和相邻绝缘材料间的热膨胀系数差别较大,而产生机械挤压破坏。高压发生器精度高、测量准确。电压、电流表均为数字显示,电压分辨率为0.1kV,电流分辨率为0.1uA,控制箱上电压表直接显示加在负载试品上的电压值,使用时无需外加分压器,接线简单。仪器具有高、低压端测量泄漏电流,高压端采用圆形屏蔽数字表显示,不怕放电冲击,抗干扰性能好,适合现场使用。
  因电抗器运行产生的交变特性:波粒的辐射而引起的机械负荷有压力、拉力、伸展、振动等。承受的机械应力高于临界值时,绝缘(insulated)材料会产生断裂。周围环境中对电抗器起破坏作用的最显著的因素是温度高、湿度大;其次是强光照射、尘埃、细沙、烟雾等;另外还有生物(如霉菌和细菌)的影响,以及一些动物(如白蚁)的侵害。尤其是在户外条件下的紫外线辐射,会加速有机聚合物的绝缘材料的老化。
  电抗器运行时,它的使用的时长(lifetime)要受到上述各种负荷和环境的影响,其中热负荷和环境的影响最大。因为,在保持足够的机械和电气特性下,电抗器绕组的热稳定温升被认为是其最主要的性能指标之一。为此,IEC及相关的国家标准(批准发布:国家标准化主管机构)中均对采用各种不同耐温等级绝缘材料的电抗器的工作温升限值规定如表列所示。当温升较高时,电抗器运行时的热流强度的增加而趋于不均匀,其平均温度与最热点温度的差值也增大。
  电抗器运行时,它的绕组既是导热介质、又是热源,它的温度一般来说在空间上总是按一定规律呈曲线分布。这样就有了最热点温升和平均温升之分,电抗器绕组的温升限值以其最热点温升为准,平均温升是评价设计是否合理和经济性能优劣的重要指标。平均温升与与最热点温升之间有一定的规律性联系,电抗器绕组绝缘(insulated)的热寿命和绝缘是否受损应用绕组最热点温升来决定。而不是平均温升来决定。干式空芯电抗器的使用寿命根据蒙特申格尔(Montsingey)的寿命定律来计算。
  上式中,T为绝缘(insulated)材料的使用寿命;A为常数(根据电抗器所用绝缘材料的耐温等级确定);θ为常数,约为0.88;θ为绝缘材料的实际工作温度。
  对于蒙特申格尔寿命定律的半对数θ=f(lnT),得到含有方向常数(-1/α)的直线,该直线如图所示,这就是绕组的寿命(绕组耐热等级为A,B和H)与绕组工作温度的函数关系。
  从式(1)和图中可以看出,每种绝缘材料都有一个固定的温度变化值。在某一统计期内,若电抗器绕组的最热点温度比所用绝缘材料的最高允许温度低,则绝缘材料老化缓慢,寿命(lifetime)延长。反之则绝缘老化加速,寿命缩短。对于电抗器的整个寿命而言,这一绝缘寿命的延长或缩短便构成了寿命的补偿。每种绝缘材料的寿命最大化减少一半或增加一倍的温度变化值是固定不变的。该温度变化值对于A级为8℃,对于B级为8~10℃,对于H级为12℃。由于A级的Δθ=8℃。因而蒙特申格尔寿命定律还称为8℃规律(rhythmical),H级一般称为12℃规律。
      电抗器在无功补偿装置中的应用
  随着我国500kV电力系统的发展,在大型枢纽变电所中需要安装静止无功补偿装置的趋势(trend)越来越明显。静止无功补偿装置对负载突变的反应速度快(一般响应时间为10~20ms),具有平滑的无功功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)和电压调节特性。因它可以稳定(说明:稳固安定;没有变动)电力系统的电压,有效的改善电力系统的功率因数,抑制电压波动,维持电力系统处于三相平衡状态,抑制电力系统的次同步振荡。此外安装在电力系统枢纽点的静止无功补偿装置还能起降低电力系统稳态起超压的作用。因此各大电网中均要求大、中型变电站必须安装电抗器来补偿电容性的无功功率,以保证电力系统的安全运行。
 
      并联电抗器是无功补偿装置的重要组成部分,用来提高感性无功以平衡电力系统(system)过剩的电容性无功功率,这在电力系统初期输送功率较小及后期每日深夜轻负荷时都是十分必要的。因为在上述两种情况下,输电线路的电感性无功功率小,由于电容效应,输电线路产生的容性充电功率大于输电线路吸取的电感性无功功率,满足电力系统无功平衡的需要,维持电力系统的电压水平。否则电力系统电压过高,将没有办法保证安全运行。
  近年来用减少静止无功补偿装置中晶闸管的数量,来减少整个装置的投资(意义:是未来收益的累积),有尽可能增大电容器组(简称TSC)容量和并联电抗器组(简称TCR)容量的趋势。直流高压发生器采用了高频倍压电路,应用了最新的PWM高频脉宽调制技术,闭环调整,采用了电压大反馈,使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术,并根据电磁兼容性理论,采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压发生器实现了高品质、便携式,并能承受额定电压放电而不损坏。高压直流发生器电压调节稳定度高,全量程平滑调压,输出电压调节采用进口单个多圈电位器,升压过程平稳,调节精度高,并设计有粗调和细调功能。电压调节度优于0.1%,电压、电流测量误差小于1.0%,脉动因数优于0.5%。在有的静止无功功率补偿装置甚至取消了TSC支路,完全由固定电容器组(简称FC)代替。这样,为了保持静止无功补偿装置具有连续平滑的无功功率和电压调节特性,就需要加大并联电抗器的总容量。因此,并联电抗器的用量有增加的趋势。
  综上所述,每种绝缘材料均有其耐受的绝缘最高温度(temperature),当电抗器绕组的最热点温度超过绝对最高温度时,绝缘材料将迅速碳化而丧失绝缘性能和力学性能。因此若电抗器经常过负荷运行时,一定要在定货时与制造厂协商,在设计时考虑经常过负荷的工作状态,保证电抗器必要的运行寿命(lifetime)。
服务热线:400-845-0788????点击咨询

金沙澳门官网58588|金沙城娱乐场网址大全

XML 地图 | Sitemap 地图