許吉太談反應堆問答
1.針對(并聯)電抗器的行業趨勢和發展,介紹了目前全電網的分布情況。未來高壓電網會增加,短路電流會超過要求,需要增加電抗器來限制短路電流。因為無功功率與電壓的平方成正比,所以無功功率隨著電壓的增加而迅速增加,所以電抗器的容量也在增加。超高壓線路對電壓波動有嚴格的要求,也需要通過增加電抗器來抑制。對超高壓波動的要求很小。比如500KV提高到650KV,很多電氣設備都承受不了。因此,增加了并聯電抗器,以降低操作過電壓和開關電源引起的過電壓。同時,在某些場合,要求電抗器能夠進行電抗控制,調節和抑制電壓波動。比如在鐵路系統中,無功功率變化頻繁,可控電抗器需要隨時調整。可控電抗器分為兩種:磁控和分級控制(電抗器電容)。低壓電抗器采用一般干式電抗器(一般變電站二次側組裝的電抗器稱為低壓電抗器)。油浸式電抗器一般用作高壓電抗器。并聯電抗器分為干式空心鐵芯、油浸鐵芯和干式鐵芯產品。堆芯電抗器的缺點:噪音大,振動大。目前有殼式反應器和芯式反應器。殼式電抗器的噪聲因為沒有氣隙而大大降低,而芯式電抗器的噪聲因為氣隙的存在而非常高(有些產品的噪聲高達90dB)。但殼式反應器制造成本高,堆芯反應器成本相對較低。對于放置在室外的干式空心電抗器,它們需要防紫外線保護。主要問題有:表面爬電,特別是在接地點及其附近,容易造成損壞;線圈過熱、熱點、溫度無法準確計算;然后就是開裂,體積越大越容易開裂。這些問題直接影響干式空心電抗器的正常運行和壽命。2.在鐵芯磁屏蔽上,從一些數據可以看出,一些并聯電抗器在鐵芯周圍有一個開口的鋁板來隔離衍射的主磁通,可以減少額外的損耗。答:額外的損耗被鋁板包圍后可能不會減少。加屏蔽時強磁場會產生渦流損耗(一般弱磁場用鋁板和銅板做的電磁屏蔽比較好),產生熱量,也會造成損耗。這個效果不會很明顯。并聯電抗器的氣隙應盡可能均勻地分布在線圈高度上,使線圈的漏磁更好,不易產生橫向漏磁,降低損耗,減少線圈和鐵芯過熱的可能性。3.反應堆堆芯設計中如何劃分疊片和輻射的邊界,即堆芯直徑或其他參數。無取向硅鋼片能否用于設計。并聯電抗器的磁密度一般在1.0左右。原因僅僅是為了降低噪音嗎?對于干式并聯反應器,大理石用作氣隙。使用環氧樹脂等其他材料是否可行?另外,氣隙塊的尺寸大一點好嗎?答:界限不好說。一般并聯電抗器基本采用輻射芯,串聯電抗器等產品一般采用疊片鐵芯;為了將磁密度降低到1.0左右,主要考慮的是降低電抗器的噪聲。同時要加防振橡膠墊。即便如此,反應堆的噪音還是很大。如果在氣隙中使用環氧樹脂,由于環氧樹脂的彈性模量較小,當鐵芯振動時,環氧樹脂會大大膨脹和收縮,從而增加產品的噪音。大理石作為石材,硬度高,彈性模量大,受壓不易變形,可以降低鐵芯產生的噪音。由于油浸式電抗器的一些產品焊接質量差,在長期運行過程中,由于振動焊縫造成的疲勞而發生漏油。電抗器較大的問題是局部過熱,這是因為電抗器線圈產生的漏磁通很大,所以必須避免cir的存在 #p#分頁標題#e#
(在一個回路中,如果一個連接點的電阻很大,這個地方就容易發生局部過熱,影響電抗器的使用。但如果在設計過程中沒有辦法避免回路,可以提高散熱閾值,使產生的熱量得到有效的散發,也可以保證電抗器的正常使用。較大氣隙塊的使用主要取決于制造商的生產能力。連聯系都不容易做到。鐵餅加工要下大功夫,才能做到即使很小的氣隙餅也能接觸到鐵餅。油浸產品(高壓電抗器)鐵芯氣隙尺寸一般在30-40mm左右。一般線圈與鐵芯的距離要比氣隙大小大2倍以上,這樣氣隙產生的磁通量基本不會影響線圈。相對來說,由于干品的線圈距離鐵芯較遠,氣隙產生的磁通量對線圈影響不大,可以作為較大的值。4.關于磁閥式反應器目前在內比較熱門,華中科技大學的陳柏超做了較深入的理論工作。目前他的產品也是基于他的書。電磁閥電抗器主要用于鐵路系統。由于其特殊情況,鐵路系統的有功功率和無功功率不斷變化,需要可調并聯電抗器進行補償。磁閥電抗器可以通過隨時調節達到無功補償的效果。然而,磁閥電抗器有其自身的弱點,如響應速度慢、成本高、諧波、噪聲等,影響了磁閥電抗器的發展。在西方家,通常采用SVC,即電容器組TRC(晶閘管控制電抗器)技術,響應速度快,技術成熟。關于磁閥電抗器的一個技術問題:對于磁閥極端飽和情況下的磁通分布,當磁閥剛開始不飽和時,閥周圍的氣隙中基本沒有磁通;當閥門飽和時,磁通量開始在氣隙中大量循環。此時閥門所在的氣隙可以看作是一個氣隙,沒有鐵芯,但是磁通分布應該更多的分布在閥門上,而較少的分布在其他氣隙中。即分布密度不同。通過閥芯的磁通量到達鐵餅后會向兩邊擴散,導致鐵餅發熱。目前我們生產的干式磁閥電抗器燒壞了外絕緣層,一方面是由于閥門處氣隙漏磁通量造成的損耗,另一方面是由于干式產品散熱閾值差,包裹了一層很厚的絕緣層,使得散熱閾值變差,導致外絕緣層燒壞。5.輻射狀鐵餅的每一段之間是否應加絕緣層,以防止硅鋼片短片刺傷附近的硅鋼片而形成短路電流。目前西變壓器廠生產的鐵餅各個扇區之間沒有絕緣層,也沒有短路電流和過熱現象,應該說不會影響產品的安全性。6.是否可以用無取向硅鋼片代替取向硅鋼片。采用輻射鐵芯
,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制造。對此種設計,應當考慮鐵心溫升和損耗。關于噪聲,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。因此如果用無取向硅鋼片替代有取向硅鋼片,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面進行必要的調整,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硅鋼片部分取代有取向硅鋼片。7.對于如可控制干式變壓器的介損一般環氧板和膠木板不夠穩定,對干式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。一方面是對鐵餅進行夾緊,另一方面就是澆注成整體。9.關于濾波電抗器,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.關于零序、正序和負序電流在電力系統中表現形式。正序就是正常情況電力系統的運行。負序視不對稱運行情況下產生的,其對干式變壓器沒有什么影響,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.干式變壓器直流勵磁時的運行狀況。由于干式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。只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,因此只有兩根輸電線路。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。西安交大編制的設計軟件,同樣也是采用常規的計算方法。沒有特殊的地方。14.干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制作的干式產品外觀非常漂亮。干式產品包括:包封、非包封,比如Nomex紙絕緣干式變壓器為非包封干式變壓器。非包封干式變壓器不易用在調匝消弧線圈上面,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。關于到底包封的好還是非包封的好,主要還是看用戶的愛好。目前內基本上一頭扎進包封產品里,不考慮別的結構。非包封的防潮性能要差些,但容易回收重復利用,環保。對于包封式結構,回收利用困難,隊環境存在一定影響,歐洲一些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外使用較多。目前新的修訂的干式變壓器標準正在制訂中,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℃的一個級別;還有,銘牌要求產品上、產品外殼上都要有產品銘牌,并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面主要為串、并抗產品。并聯電抗器:用于無功補償。串聯電抗器較多的是限流電抗器,用來限制短路電流,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制。現在的變電站占地面積不斷減小,已經不能容納限流電抗器。同時在干式變壓器的設計方面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以上的并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制電容器產生的諧波。濾波電抗器:一般應用在容易產生諧波的設備上面,如有可控硅的電路、直流的換流站、鋼鐵廠等地方。16.據了解常規干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只線圈溫升較高的部位及造成原因。干式線圈從下面向上80左右的位置溫升應當是較高的,其他類別的發熱產品,比如油浸的線圈同樣是這樣的位置。這個位置散熱條件較差。同樣,相間的溫升由于散熱條件較差,加上兩側都是熱源,溫升自然會很高。干式線圈由于器散熱條件差,較熱點溫升與平均溫升一般要差20℃左右。因此在干式產品設計中應當注意。 來源:中電能質量#p#分頁標題#e#