高压并联电抗器的作用

    超高压系统的主要特征之一是输电线路存在大量的容性充电功率，如100km长的500kV线路容性充电功率可达100~120Mvar，如此大的容性充电功率会给电网带来一系列的问题。接在超高压输电线路上的并联电抗器是一个大容量的电感线圈，它可以补偿超高压输电线路的电容和吸收其无功功率，防止电网轻负荷时因容性无功功率过多而引起电压升高，是超高压电网中普遍采用的重要电气设备之一。并联电抗器的容量、数目及安装位置一般是按照在空载、轻载以及接通空载线路等运行方式下保证设备电压在允许的范围内，并考虑与输电线路相连的系统的无功功率的平衡等条件来确定的。

    并联电抗器在超高压电网中的作用主要包括：

    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，而且线路越长，容性无功功率越大。大量容性无功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，这就是所谓容升现象。尤其是在系统传输功率较小或空载时，这种现象更为严重。在超高压长线路上装设并联电抗器，可补偿线路上的容性电流，削弱容升效应，限制线路末端工频电压的升高。

    2．避免发电机带空载长线出现的自励过电压

    当发电机经变压器带空载长线路起动，或发电机带线路运行线路末端甩负荷时，由于线路具有容性导纳，当发电机的电抗和线路的电容等参数满足一定的条件时，可能会发生自励磁现象，引起与发电机正常励磁不相称的过电压，此时所产生的过电压可能会达到工频电压的1.5～2倍，甚至更高，这不仅使得并网时的合闸操作或零起升压失败，而且会严重威胁电网中电气设备的绝缘，是不允许的。并联电抗器能大量吸收空载长线上的容性无功功率，从而破坏了发电机自励磁产生的条件，对防止发电机自励磁起着重要的作用。

    3．降低操作过电压

    当系统中用断路器接通或切除部分电气元件时，可能会出现操作过电压，它往往是在工频电压升高的基础上出现的，并联电抗器可降低工频电压的升高，因此，可以限制线路上的操作过电压。另一方面，超高压线路的断路器一般都带有合闸电阻，当带有合闸电阻的断路器合闸于空载线路时，合闸过电压往往发生在合闸电阻短路的瞬间，过电压的大小取决于电阻上的电压降，也即取决于电阻上流过电流的大小。当线路装有并联电抗器时，流过电阻的电流小，因而合闸过电压也大为降低。

    图5-5    超高压线路单相接地

    4．有利于单相自动重合闸

    为提高运行的可靠性，超高压输电线路通常采用的是单相重合闸方式。在图5-5中，若超高压长线路中A相接地，则A相两端断路器跳闸，B、C相仍连接于电源。由于超高压输电线路间存在相间电容和互感，于是健全相B、C的负荷电流通过互感M对A相感应出电动势，并以A相对地电容C0为回路，给故障点提供电流，同时健全相B、C的工作电压通过相间电容C也会给故障点提供电流，使故障相在断开电源后仍能维持一定的接地电流i，这个电流称为潜供电流。潜供电流的存在使故障处电弧难以熄灭，单相重合闸难以成功。

    若在超高压长线路上并接三台单相电抗器，按星形连接且中性点经一小电抗器接地，以补偿相间电容和接地电容，则潜供电流将减小，电弧就不易重燃，从而提高了单相重合闸的成功率。