徐基泰電抗器知識問答座談會

1、關於（並聯）電抗器的行業動向及發展

介紹了目前國家電網分布情況，今後高電壓的電網增加，短路電流超過要求，因此需要增加電抗器來限製短路電流。由於無功功率和電壓的平方成正比，因此隨著電壓的升高，無功功率增加很快，因此電抗器的容量也在不斷增加。

特高壓線路對電壓波動要求很嚴格，也需要增加電抗器進行抑製，特高壓電壓波動要求很小，比如500KV如果升高到650KV，許多用電設備就不能構承受，因此增加並聯電抗器，降低由於操作過電壓，開關電源所產生的過電壓。

同時某些場合下要求電抗器可以進行電抗控製，調整、抑製電壓的波動，比如鐵路係統，無功功率變化頻繁，需要可控電抗器隨時進行調整。可控電抗器分為磁控式和分級控製（電抗器＋電容）兩種形式。

一般乾式電抗器作為低壓電抗器（一般變電所二次側裝配的電抗器稱為低壓電抗器）。而油浸電抗器一般作為高壓電抗器。

並聯電抗器分為：乾式空心、油浸鐵心、乾式鐵心產品。

鐵心電抗器的缺點：噪音大，振動，目前有殼式電抗器和心式鐵心電抗器，殼式由於冇有氣隙，噪音大大降低，心式由於鐵心氣隙的存在，噪音很大（有些產品噪聲可達到90DB）。但殼式電抗器製造成本高，心式鐵心電抗器成本相對低些。

對於乾式空心電抗器，放置在戶外，為防止紫外線，需要加保護，其主要問題是：表麵的爬電，尤其是接地點處及其附近容易造成損壞；線圈過熱，過熱點及溫度無法計算準確；再有就是開裂，而且體積越大越容易開裂。這些問題直接影響了乾式空心電抗器的正常運行和壽命。

2、關於鐵心磁屏蔽

在一些資料上看到，並聯電抗器有些在鐵心上圍上一個開口鋁板，將衍射出來的主磁通隔離起來，這樣可以減少附加損耗。

答：圍上鋁板後不一定能夠減小附加損耗，加屏蔽在強磁場中也有渦流損耗（一般鋁板、銅板製作的電磁屏蔽用在弱磁場中應用較好），並發熱，同樣會產生損耗的。這樣的效果不會很明顯。並聯電抗器的氣隙應當在線圈高度上麵儘量分布均勻，這樣線圈漏磁通流向要好，不容易產生橫向漏磁通，降低損耗，減少線圈、鐵心過熱的可能。

3、在電抗器鐵心設計時如何劃分疊片式與輻射式的界限，即是以鐵心直徑為界限來選擇還是以其它參數為界限來選擇。是否可以使用無取向矽鋼片進行設計。並聯電抗器設計磁密一般在1.0左右，其原因是不是隻是為了降低噪聲。對於乾式並連電抗器，采用大理石作為氣隙，如果用其他材料，比如環氧樹脂，是否可行。另外，氣隙塊尺寸大了是否更好些。

答：界限不好說，一般並聯電抗器基本上都用輻射鐵心，而串聯電抗器等產品一般都用疊片式鐵心；降低磁密到1.0左右主要是考慮到降低電抗器的噪音，同時，還要加防振的膠墊，即便這樣，電抗器的噪音還是非常大，氣隙如果采用環氧樹脂，由於環氧樹脂的彈性模量小，當鐵心振動使環氧樹脂產生較大幅度的伸縮，使產品的噪聲增加。大理石作為石塊，其硬度高，彈性模量大，在受到壓力時不容易變形，可以減少鐵心產生的噪音。油浸電抗器有些產品由於焊接質量不好，在長期運行過程中，由於振動式焊縫產生疲勞，發生滲油。

電抗器*大的問題還有局部過熱，這是因為電抗器線圈產生的漏磁通較大，因此應當儘量避免靠近線圈的結構件環流的存在。（一個環路中，如果某個連接點電阻較大，則這個地方就很容易產生局部過熱，影響電抗器的使用，但是如果在設計過程中，對於冇有辦法避免的環路，可以采取改善該處的散熱條件，使產生的熱量能有效的散發開去，同樣也可以保證電抗器的正常使用。）

使用較大的氣隙塊主要要看生產廠家的生產能力。如果達到接觸平整也不容易。應當在鐵餅加工等方麵加大力度，儘量達到小氣隙餅都能夠接觸到鐵餅。

鐵心氣隙的大小一般對於油浸產品*大30－40MM左右（對於高壓電抗器），一般情況下線圈距離鐵心的尺寸應當大於氣隙尺寸2倍以上，這樣氣隙產生的磁通基本不會影響線圈。相對來說，乾式產品由於線圈距離鐵心較遠，氣隙產生的磁通對線圈影響較小，可以取值較大一些。

4、關於磁閥電抗器

磁閥電抗器目前在國內比較熱，理論方麵做得比較深入的是華中理工大學的陳柏超。目前所作的產品也是依照他編寫的書為主要理論依據的。

磁閥電抗器主要應用在鐵路係統，鐵路係統由於自身特殊情況，有功功率和無功功率都在不停的變動，需要可調節的並聯電抗器與它進行補償。磁閥電抗器可以達到隨時調整進行無功補償的效果。但磁閥電抗器它有自身的弱點，比如：響應速度慢、成本高、有諧波、噪聲等等影響了磁閥電抗器的發展。

在西方國家，通常采用的是SVC，即電容器組＋TRC（可控矽控製電抗器）技術，這種結構響應速度快，而且技術方麵很成熟。

關於磁閥電抗器的一個技術問題：對於磁閥極度飽和情況下磁通分布情況，剛開始當磁閥冇有飽和時，閥周圍的氣隙基本冇有磁通；當閥飽和時，磁通開始在氣隙中大量流通，這時，閥所在的氣隙可以看作一個氣隙，冇有鐵心存在，但磁通分布應該在閥上分布較多，其他氣隙磁通分布較少。即分布密度有所區彆。

通過閥心的磁通，到達鐵餅後會向兩側散開，這樣會使鐵餅發熱。目前我們生產的乾式磁閥電抗器發熱燒掉外麵的絕緣層，一方麵是由於閥處氣隙漏磁通產生的損耗，另一方麵，由於乾式產品散熱條件差，又包裹了較厚的絕緣層，使散熱條件更差，導致外部絕緣層燒毀。

5、關於輻射式鐵餅每個扇形之間是否要加放絕緣層，防止矽鋼片的短片刺傷旁邊的矽鋼片，形成短路電流。目前西變廠生產的鐵餅的每個扇形之間不加絕緣層，同時也冇有出現過形成短路電流，產生過熱的現象，應該說不會影響到產品的**。

6、關於是否可以采用無取向矽鋼片代替有取向矽鋼片。

並抗采用輻射式鐵心，尤其有些小片型，其自身的晶粒取向已經被破壞，達不到有取向的性能，這樣的話，是否可以考慮采用無取向的代替有取向進行製造。

對此種設計，應當考慮鐵心溫升和損耗。關於噪聲，因為產品本身噪聲不主要是因為磁滯伸縮產生的，而是氣隙產生的。因此如果用無取向矽鋼片替代有取向矽鋼片，產品噪聲變化不會很大。但必須要在產品損耗和鐵心溫升方麵進行必要的調整，達到實際要求，這樣也會帶來產品重量的增加、成本的增加。但還是可以考慮采用無取向矽鋼片部分取代有取向矽鋼片。

7、對於如可控製變壓器的介損

一般環氧板和膠木板不夠穩定，對變壓器油存在一定的影響，因此高壓產品一般不考慮使用這些材料。

8、為降低電抗器噪音，行業上對鐵心氣息及鐵餅如何處理。

一方麵是對鐵餅進行夾緊，另一方麵就是澆注成整體。

9、關於濾波電抗器，因為噪聲原因，一般為空心結構，如果為鐵心結構，器磁密選取較低。3倍頻的濾波電抗器，其磁密一般取值為0.9左右。

10、關於零序、正序和負序電流在電力係統中表現形式。

正序就是正常情況電力係統的運行。

負序視不對稱運行情況下產生的，其對變壓器冇有什麼影響，但對電機影響很大，因為負序會在轉子中感應出電壓而產生環流，使電機產生過熱，嚴重的會燒毀電機。正負序電流一般在電氣化鐵道中常有。

零序是當三相電壓相量和不為零時產生的電流。

11、變壓器直流勵磁時的運行狀況。

由於變壓器勵磁電流很小，當有一點直流電流的話，很容易使鐵心過勵磁，達到飽和，式空載電流增加，空載損耗增加，噪音也隨之增加。因此這種情況是不允許的。

隻有在直流輸電的換流站有這種情況。

直流輸電一般是采用正負輸送，零點直接接地，因此隻有兩根輸電線路。如果其中一根斷掉，不會全部停止輸電，而是由另一根和地之間進行傳輸。

12、空心電抗器渦流損耗的計算。

目前采用的仍是估算，主要還是要分析漏磁場分布以及橫向漏磁通。

13、油浸空心電抗器的溫升計算。

都可以采用油浸產品的溫升計算方法。西安交大編製的設計軟件，同樣也是采用常規的計算方法。冇有特殊的地方。

14、乾式變壓器在絕緣材料上的發展。

不是很了解，但見到過有一種絕緣材料製作的乾式產品外觀非常漂亮。

乾式產品包括：包封、非包封，比如NOMEX紙絕緣乾式變壓器為非包封乾式變壓器。

非包封乾式變壓器不易用在調匝消弧線圈上麵，因為調匝式消弧線圈分接頭很多，采用分包封，在該部為的絕緣比較難處理。

關於到底包封的好還是非包封的好，主要還是看用戶的愛好。目前國內基本上一頭紮進包封產品裡，不考慮彆的結構。

非包封的防潮性能要差些，但容易回收重複利用，環保。對於包封式結構，回收利用困難，隊環境存在一定影響，歐洲一些國家要求自己生產的產品要自己回收處理，這樣使得非包封產品在國外使用較多。

目前新的修訂的乾式變壓器標準正在製訂中，標準中提高了許多要求，比如局放要求要求打到1.7倍的電壓；另外還有對環境的耐受性；電氣要求提高；燃燒試驗有主動和被動，而且有較為詳細的要求；耐熱等級將會增加200℃的一個級彆；還有，銘牌要求產品上、產品外殼上都要有產品銘牌，並且要標注環保等級等等。

15、電抗器類產品的種類，在設計時應當注重哪些方麵

主要為串、並抗產品。

並聯電抗器：用於無功補償。

串聯電抗器*多的是限流電抗器，用來限製短路電流，比如一個母線發生短路，則整個回路都會受到影響，老的變電站就是增加限流電抗器來進行控製。現在的變電站占地麵積不斷減小，已經不能容納限流電抗器。同時在變壓器的設計方麵110KV均要求要通過短路試驗，產品的質量得到了提升。限流電抗器使用量也減小。但也降低了短路事故的發生。

限流電抗器一般都是水泥電抗器。在戶外使用。

1000KVAR以上的並聯電容器需要串聯電抗器進行保護，同時串聯電抗器可以抑製電容器產生的諧波。

濾波電抗器：一般應用在容易產生諧波的設備上麵，如有可控矽的電路、直流的換流站、鋼鐵廠等地方。

16、據了解常規乾式變壓器線圈的相間及上端部的溫升相對比較高，能否詳細解釋一下整隻線圈溫升較高的部位及造成原因。

乾式線圈從下麵向上80％左右的位置溫升應當是*高的，其他類彆的發熱產品，比如油浸的線圈同樣是這樣的位置。這個位置散熱條件*差。同樣，相間的溫升由於散熱條件較差，加上兩側都是熱源，溫升自然會很高。

乾式線圈由於器散熱條件差，*熱點溫升與平均溫升一般要差20℃左右。因此在乾式產品設計中應當注意。