[发明专利]一种铁心式并联电抗器励磁涌流计算及安全评估方法

说明书

本发明涉及电力系统高电压技术领域，提供一种铁心式并联电抗器励磁涌流计算及安全评估方法，包括如下步骤：在电抗器合闸时，计算并联电抗器的励磁涌流峰值；根据所述励磁涌流峰值，获得并联电抗器的励磁涌流衰减时间常数；根据所述励磁涌流峰值及并联电抗器铁心结构和材料特性，分析铁心机械结构的安全性；根据所述励磁涌流峰值及并联电抗器绕组的结构参数，分析绕组机械结构的安全性本发明解决了并联电抗器在合闸过程会产生励磁涌流现象，电抗器的一次绕组线匝间产生的相互吸引的电磁力，易造成继电保护匝间保护、纵差保护的误动作，无法保证电力系统安全稳定运行的问题。

技术领域

本发明涉及电力系统高电压技术领域，具体涉及一种铁心式并联电抗器励磁涌流计算及安全评估方法。

背景技术

并联电抗器是电力系统中用于电容补偿的重要电气设备，高压(超、特高压)电抗器通常做成浸心式结构。一方面，电抗器承担稳定电网的补偿作用，在电力系统安全运行中不可或缺；另一方面，大型电抗器造价昂贵，经济属性强。因此，必须保障其安全定运行。并联电抗器在合闸过程会产生励磁涌流现象，励磁涌流是并联电抗器合闸后发生的一种正常电磁暂态过程。铁心式并联电抗器在投运时励磁涌流风险体现在：

1、投运励磁涌流易造成继电保护匝间保护、纵差保护的误动作。

2、电抗器本身需具有能够承受励磁涌流冲击的能力，而有发生损坏；

3、因为与变压器多绕组结构不同，并联电抗器只有一个绕组，外部特性体现为大电感特性，励磁涌流及衰减时间与变压器不同。

在正常的电力运行条件下，为避免合闸电流引起油浸开关不正常跳闸，调节保护仪器时主要应考虑到变压器合闸电流的产生。合闸电流下，一次绕组线匝间产生的相互吸引的电磁力，也是电抗器安全运行风险点。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铁心式并联电抗器励磁涌流计算及安全评估方法，解决了并联电抗器在合闸过程会产生励磁涌流现象，电抗器的一次绕组线匝间产生的相互吸引的电磁力，易造成继电保护匝间保护、纵差保护的误动作，无法保证电力系统安全稳定运行的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种铁心式并联电抗器励磁涌流计算及安全评估方法，包括如下步骤：

在电抗器合闸时，计算并联电抗器的励磁涌流峰值；

根据所述励磁涌流峰值，获得并联电抗器的励磁涌流衰减时间常数；

根据所述励磁涌流峰值及并联电抗器铁心结构和材料特性，分析铁心机械结构的安全性；

根据所述励磁涌流峰值及并联电抗器绕组的结构参数，分析绕组机械结构的安全性。

更进一步地，在电抗器合闸时，电抗器的励磁涌流峰值采用下式计算：

式中，Iinr为合闸励磁涌流峰值；Bm为铁心工作磁密；Br为残余磁密；Bs为饱和磁密；Sz为铁心柱截面积；h0为窗口高；μ0为真空磁感系数；Ws为绕组匝数；Sx为绕组漏磁等效截面积。

更进一步地，在励磁涌流峰值计算中需提前给出电抗器衡量芯柱剩磁大小的残余感应值，对所述残余感应值通过实验评估得出，其中，影响其实验评估的主要因素主要包括：电抗器断开的状态、电抗器内硅钢片的饱和感应以及所述芯柱结构特性。

更进一步地，在计算励磁涌流衰减时间常数时，先通过下式获取电抗器铁心的饱和电感值Lw：

式中，UΦ为系统相电压；ω为系统角频率；Iinr为合闸励磁涌流峰值。