电抗器发热异常分析

2021-03-18

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串联电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流[1]，防止谐波对电容器造成危害。但如果不考虑并联电容器接入母线处的谐波背景，任意组合串联电抗器和并联电容器，会发生谐波的放大和谐振。本文通过具体计算、现场谐波测试，分析塔河油田110kV十区变电站串联电抗器发热的原因，并提出改进的措施。

智能电力电容器组接入系统后的等值电路图[2](忽略电阻)见图4。式中，Xs为系统等值基波电抗，XL为串联电抗器基波电抗，XC为并联电容器基波容抗，n为谐波次数，In为谐波源注入回路的第n次谐波电流。在不同的谐波阻抗条件下，当时，电容支路串联谐振，即表示并联电容器装置与电网在第n次谐波发生串联谐振。

为了便于分析，忽略系统谐波电阻及负载谐波电阻，引入谐波电压放大率KVN, KVN为并联电容器支路电压与系统谐波电压之比。从图4可知KVN= UCLn/Un，根据式(1)、(2)、(3)推导出式中,Sd为并联电容器装置安装处的母线短路容量(MVA), QCN为电容器容量(Mvar), K为电抗率, n为谐波次数。电抗率为6%时，将有关参数代入式(5)，计算1500kvar电容器组对1～11次谐波电压放大率KVN，见表2。表2配置6%电抗器的1500kvar电容器组对1～11次谐波电压放大率电抗率K谐波电压放大倍数。

综合计算及现场谐波测试数据分析，串联电抗器发热的原因是电容器组投入运行后，产生了3次谐波放大，即使比例不大的谐波电流，也增大了电抗器铁芯磁滞损耗和涡流损耗，引起电抗器绕组和铁芯发热达106.1℃。

串联电抗器