干式磁屏蔽并聯(lián)電抗器的應用

李 君（國網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000）

干式磁屏蔽并聯(lián)電抗器的應用

李 君（國網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000）

本文通過對干式鐵芯、干式空芯、干式磁屏蔽三種電抗器運行穩(wěn)定性、漏磁污染、噪音以及設備價格、運行損耗的綜合比較，建議：當電抗器采用戶外布置方案時，采用干式磁屏蔽電抗器；當變電站采用全戶內(nèi)布置方案時，建議使用干式鐵芯電抗器。

干式鐵芯；干式空芯；干式磁屏蔽；漏磁；全壽命運行成本

1 前言

電抗器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設備，在電力系統(tǒng)中起補償雜散容性電流、限制合閘涌流、限制短路電流、濾波等作用。如何科學、合理的選用電抗器，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、節(jié)能降噪、防止對二次設備的干擾等都有著重要的意義。

2 三種不同結(jié)構電抗器技術經(jīng)濟比較

干式電抗器按照結(jié)構的不同又可以分為：干式空芯電抗器、干式鐵芯電抗器以及近幾年新開發(fā)的干式磁屏蔽電抗器。下面就這三種類型電抗器進行技術經(jīng)濟綜合比較分析。

2.1 結(jié)構對比

干式空芯電抗器沒有鐵芯，磁路幾乎全是空氣，體積大，渦流損耗大。

干式鐵芯電抗器主磁路是由導磁率較高的硅鋼片材料構成，所用的線圈的匝數(shù)比空芯少得多。為防止鐵芯飽和，鐵芯柱之間需設置一定的氣隙，振動及噪音較大。

干式磁屏蔽電抗器線圈內(nèi)外層均加入屏蔽筒。磁通大部分經(jīng)內(nèi)、外屏蔽筒形成閉合回路。磁屏蔽電抗器的鐵芯是不閉合的，其上、下兩端的磁路是相當長的空氣段，這2處仍有部分漏磁，但漏磁比空芯電抗器小得多。

2.2 運行穩(wěn)定性

空芯電抗器線圈可耐受電壓有限，絕緣穩(wěn)定性不高。干式鐵芯電抗器及磁屏蔽電抗器的線圈、鐵芯絕緣均為真空澆注環(huán)氧樹脂，絕緣穩(wěn)定性很高。

鐵芯電抗器由于鐵芯柱之間氣隙的存在，振動較大，鐵芯夾件在運行中易松動，需定期進行緊固。磁屏蔽電抗器的鐵芯（屏蔽筒）是用浸透環(huán)氧樹脂的玻璃絲束纏緊后與線包整體固化而成，固化后鐵芯被緊緊地包裹在固化物中，避免了鐵芯的振動受潮，保證了能戶外安裝使用。

2.3 性能對比

2.3.1 體積及占地面積

以某變需安裝的容量為三相容量為10000kVar（單相容量為3334kVar）的10kV并聯(lián)電抗器為例（以下均同）。

根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小及漏磁的大小，傳統(tǒng)干式空芯電抗器占地約50m2，干式鐵芯電抗器占地約12m2，磁屏蔽電抗器占地約16m2。

2.3.2 產(chǎn)品損耗

根據(jù)國內(nèi)幾家大型電抗器廠家提供的損耗加權平均值：干式空芯63.5kW，干式鐵芯42kW，干式磁屏蔽46kW。

2.3.3 漏磁污染

空芯電抗器的漏磁較大。

鐵芯電抗器由于擁有良好的導磁介質(zhì)，其漏磁幾乎可以不考慮。

磁屏蔽電抗器的鐵芯是不閉合的，其上、下兩端的磁路是一段空氣段，這2處仍有部分漏磁，但漏磁非常小。

2.3.4 噪 音

空芯運行時噪音低，一般不大于50dB。

鐵芯電抗器一般不大于59dB。

磁屏蔽電抗器由于鐵芯中無氣隙，一般不大于55dB。

2.4 全壽命運行成本比較

使用時間40年，對使用干式空芯、干式鐵芯、干式磁屏蔽并聯(lián)電抗器成本（按利率7%計算現(xiàn)值）進行對比：

2.4.1 一次性投資

根據(jù)湖南省電力公司2015年國網(wǎng)第四次集中規(guī)模招標物資中標價格并參考近期內(nèi)市場價格的波動情況，干式空芯電抗器、干式鐵芯電抗器、干式磁屏蔽電抗器一次投資分別為34.75萬元、68.72萬元、40.96萬元。

2.4.2 電能損耗分析

運行電能損耗值按照國標值計算，按每天用電低谷時補償8h，全年運行2920h，壽命40年計算。

干式空芯電抗器、干式鐵芯電抗器、干式磁屏蔽電抗器全壽命周期內(nèi)電費損失折現(xiàn)值約分別為264.88萬元、177.97萬元、190.38萬元。（按綜合電價0.5元/kWh、折現(xiàn)率7%、價格增長指數(shù)5%考慮）

2.4.3 全壽命周期內(nèi)成本分析

表1 不同類型電抗器全壽命周期總成本比較表（單位：萬元）

2.4.4 三種不同結(jié)構電抗器技術經(jīng)濟綜合比較

表2 不同類型電抗器技術經(jīng)濟綜合比較表

3 結(jié)論

根據(jù)上述技術經(jīng)濟比較可知，干式空芯電抗器雖然一次性投資最低，但是由于運行損耗高，因此全壽命周期內(nèi)使用總成本最高。而且干式空芯電抗器運行穩(wěn)定性不好，對周圍控制電器、儀器儀表影響大，國內(nèi)已有許多變電站發(fā)生過并聯(lián)空芯電抗器燒毀現(xiàn)象，在國網(wǎng)公司2011年下達的一次通用設備中，10kV干式空芯并聯(lián)電抗器已屬于非標產(chǎn)品，因此不建議使用。

干式磁屏蔽電抗器全壽命周期內(nèi)使用總成本最低，比鐵芯電抗器低6.22%，因此當電抗器采用戶外布置方案時，由于運行穩(wěn)定性高、綜合成本低、運行維護方便，建議采用干式磁屏蔽電抗器。當變電站采用全戶內(nèi)布置方案時，由于戶內(nèi)變電站布置緊湊，而干式鐵芯電抗器占地面積最省，漏磁最小，對建筑物及其它設備的影響最小，且鐵芯電抗器戶內(nèi)布置時總使用成本與干式磁屏蔽電抗器相差不大，建議使用干式鐵芯電抗器。

TM47

A

2095-2066（2016）33-0029-02

2016-11-2

李 君（1982-），女，工程師，本科，主要從事電力設計工作。