干式电抗器的应用以及使用寿命

 苏州谷明电气有限公司专业生产串联电抗器设备。

        接下来，我们将分享干式电抗器的应用和使用寿命，以进行串联谐振测试。中国干式空芯反应堆的发展起步较晚。直到20世纪90年代初才逐渐开始生产出这样的产品。目前，并联电抗器的最大额定电压为63kV，最大无功电容为120MVar。目前，并联电抗器的最大额定电压为63kV，上海MWB变压器有限公司2000年，讲解了沟槽干核反应堆技术及相关工艺设备。干式空芯反应器的设计，而且工艺和制造与加拿大海沟的水平不相上下。以及各类干式空心反应器的年生产能力可达5000 MVAR。
       跟随者电网建设和输电技术的发展，用环氧树脂浸渍玻璃纤维包封干式堆芯代替水泥反应堆和堆芯反应器是一个重要的发展走势。本文仅分析了干芯（以下简称芯）的功能和使用寿命。
 一、电抗器的功能：电抗器的限流和滤波作用
       随着电网容量的范围的扩大，系统的短路容量水平迅速提高。例如，在500kV变电站的35kV侧，最大三相对称短路电流的最大有效值接近50kA。为了限制输电线路的短路电流，保护电力设备，需要安装电抗器。因为电抗器可以减小短路电流，并在短路时保持系统电压不变。阻尼电抗器（串联电抗器）是安装在电容器电路中，作用是在电容器电路投入运行时抑制浪涌电流。与此同时，它与电容器组共同构成滤波器，充当每个谐波的滤波器。
 二、电抗器的使用寿命分析
      在额定负荷下，反应器的长期正常运行时间是反应器的使用寿命。反应器的使用寿命是由材料来决定的。用来制造反应器的材料是金属材料和绝缘材料。金属材料耐高温。但在高温、电场和磁场的作用下，绝缘材料将逐渐失去原有的力学性能和绝缘性能。例如，脆性、机械强度降低和电气故障。这个逐渐的过程被称为绝缘材料的老化。我们知道温度越高，绝缘材料的力学性能和绝缘性能越弱，绝缘材料的含水量越高，老化越快。反应器中的绝缘材料必须承受反应器运行和周围环境的作用所产生的负荷。因此这些载荷、强度和工作时间的总和决定了绝缘材料的使用寿命。
      这些负载包括热，机械和电气特性以及环境温度，化学污染，灰尘和各种射线。一方面，热作用会导致绝缘材料的分子结构中发生化学变化，例如断链，分离反应和交联反应;另一方面，由于金属导体和相邻绝缘材料之间的热膨胀系数的差异，发生机械挤压损坏。反应器运行产生的交变磁场所引起的机械负荷包括压力、张力、张力、振动等。当机械应力高于临界值时，绝缘材料就会断裂。在周围环境中破坏反应堆的最重要因素是高温和潮湿，其次是强光、灰尘、细砂、烟雾等。此外，还有生物效应（如真菌和细菌）和对某些动物（如白蚁）的损害。紫外线辐射，特别是在室外条件下，加速了有机聚合物绝缘材料的老化。
     反应器运行时，其使用寿命将受到上述负荷和环境的影响，其中热负荷和环境的影响最大。由于电抗器绕组热稳定性的温升被认为是在足够的机械和电气特性下的主要性能指标之一。因此，IEC和相关国家标准规定了使用各种隔热材料的反应堆的运行温升限值，如下表所示。当温度升高时，热流密度增大，趋于不均匀，平均温度与最热温度之差增大。
 当反应器运行时，其绕组既是传热介质又是热源。通常，根据某些规则，其温度总是在空间上弯曲。反应器绕组的温升限制基于最热的温升。平均温升是评价设计合理性和经济性能的重要指标。平均温度上升与最大热点温度上升之间存在规律关系。反应器绕组绝缘的热寿命和绝缘损坏由绕组的最热温升来决定。不是一般的温升来决定。因此干式空心电抗器的使用寿命是根据Monte-Schenger（Montsingey）的寿命定律计算。
 上述公式中，t是绝缘材料的使用寿命；a是一个常数（由反应堆用绝缘材料的耐温等级决定）；theta是一个常数，约为0.88；theta是绝缘材料的实际工作温度。
 对于Montechinger寿命定律theta=f（lnt）的半对数，得到一条含有方向常数（-1/a）的线，即绕组的寿命（绕组的热阻等级为a、b和h）和绕组的工作温度。
 每一种绝缘材料具有固定的温度变化值。在某个统计周期中，如果反应堆绕组的最高温度低于所用绝缘材料的最高允许温度，则绝缘材料的老化将变慢并且使用寿命将延长。相反，绝缘老化速度增加并且寿命缩短。在反应器的整个寿命期间，绝缘寿命的延长或缩短构成了对反应器寿命的补偿。将每种绝缘材料的寿命减半或加倍的温度变化是固定的。 A类为8，B类为8≤10，H类为12.由于A阶，Δθ= 8。所以，MonteSchengel的生命定律也被称为8定律，而H等级通常被称为12定律。
 三、电抗器在无功补偿装置中的应用
       随着中国500 kV电力系统的发展，大型变电站静态无功补偿装置的安装趋势越发明显。静态无功补偿器对突然负载变化具有快速响应（典型响应时间为10-20 ms），无功功率和电压调节特性稳定。因为它可以稳定电力系统的电压，并且有效地提高电力系统的功率因数，抑制电压波动，保持电力系统处于三相平衡状态，并抑制电力系统的次同步振荡。此外，在电力系统的临界点安装静态无功补偿器可以降低电力系统的稳态过电压。因此，为了确保电力系统的安全运行，大中型变电站需要安装电容器无功补偿电抗器。
      并联电抗器是无功功率补偿装置的重要部分。它用于改善电感器的无功功率，以平衡电力系统中的过电容和无功功率。当电力系统启动时，当传输功率很小时，这是必要的，而在白天，当负载很轻时，这是深夜。在这两种情况下，感应线根本没有电源。由于电容效应，传输线产生的充电功率大于传输线吸收的感应功率，满足了电力系统无功功率平衡的需要。保持电力系统的电压水平。否则，电源系统电压过高，无法保证安全运行。
      近些年来，为了减少静止无功补偿装置中晶闸管的数量和整个装置的投资，电容器组（TSC）和并联电抗器组（TCR）的容量也在尽可能地增加。在一些静态无功补偿装置中，TSC支路甚至被取消，完全被固定电容器组（FC）取代。因此，为了保持静止无功补偿装置的无功功率和调压特性的连续性和稳定性，必须提高并联电抗器的总容量。因此，并联电抗器的数量在增加。
 总之，每种绝缘材料具有最高的绝缘温度。当反应器绕组的最高温度超过绝对最高温度时，绝缘材料将迅速碳化并且绝缘和机械性能将丧失。因此，如果反应堆经常过载，则必须在订购时与制造商协商，并且在设计期间经常过载以确保反应堆的必要使用寿命。