直流换流站平波电抗器的设计及安装测试探究

摘 要：随着我国特高压电力工程的大力发展，高压直流供电系统因其无感抗、无容抗、可精确控制电能等级和方向等优势，已逐渐成为运距供电的主要方式，其主要由两个直流换流站和直流配电线路组成。直流换流站作为直流电和交流电得以相互转换的关键设备，其主要由直流换流器、换流变压器、交直流滤波器和平波电抗器等组成。其中，平波电抗器作为连接换流器输出端口和直流配电线路的关键性装置，其对于高压直流供电系统的安全高效运行有着非同一般的意义，因此，本文将对直流换流站平波电抗器的设计要点、安装测试流程进行简要的阐述，以期为相关人士提供帮助。

关键词：直流换流站；平波电抗器；设计要点；安装测试

中图分类号：TM63 文献标识码：A

1.直流换流站平波电抗器设计的影响因素

1.1 谐波传播与直流滤波对平波电抗器设计的影响

在高压直流供电系统中，平波电抗器主要用于降低整流电路内电压和电流的波动程度，进而影响谐波在高压直流供电系统内的传播状态，因此，常将平波电抗器看作直流滤波系统内至关重要的一部分。一般情况下，从谐波电流的传播状态、外界干扰因素等方面进行考虑，平波电抗器设计的越大其优势发挥的才越充分，但在平波电抗器的设计过程中，其还需综合考虑实际使用情况、经济成本等因素对其的影响，也就是要在设计、制造成本的投入与功能优势的充分发挥之间找到一个绝佳的平衡点。

1.2 平波电抗器功能优势对平波电抗器设计的影响

一般情况下，平波电抗器在高压直流供电系统内主要可发挥以下几种功能优势：可以在最小直流电流水平下正常运行；在逆变直流换流站或直流换流站转换电流出现故障时，其可限制阈电流水平以上的直流电流的传输；在高压直流供电系统出现旁路故障时，其可限制阈电流水平以上的直流电流的传输；在直流配电线路出现传输故障时，其可限制阈电流水平以上的直流电流的传输；协助保护开关避免高压直流供电系统受到直流配电线路对其造成的快速正向冲击。而上述功能都是在设计平波电抗器的电感最小值时应综合考虑的关键因素，比如，平波电抗器的波动电流应大于高压直流供电系统的最小直流电流水平，以此避免出现变压仪器设备和平波电抗器产生不连续电流和过电压的现象。

1.3 其他影响因素对平波电抗器设计的影响

在平波电抗器的设计过程中，除了要考虑上述因素对其的影响之外，在设计平波电抗器的参数时，还应避免在平波电抗器、直流滤波器内的电容器和直流配电线路之间产生临界谐振，进而避免谐波放大等问题的发生。另外，还要特别注意一定要避免在基频和二次谐波之间产生谐振，而高压直流供电系统的谐振频率则应低于直流供电侧的特性谐波频率，且平波电抗器的参数设计还应综合考虑多种供电系统的多种运输模式。

2.直流换流站平波电抗器的安装测试流程

2.1 安装测试的前期准备

由于平波电抗器具有占地面积大、重量巨大、配件繁多等特点，因此在进行平波电抗器的安装测试时，一定要确保其安装场地能够满足下列要求：

（1）安装场地应能承受大于80吨的力度，且长期放置也不会发生形变。

（2）安装场地应洁净且平整，以便于平波电抗器的组装和安装，与此同时，在平波电抗器的临时放置场所还应设置警告栏或警戒线，以此避免外界撞击对平波电抗器造成的伤害。

（3）将平波电抗器及其配套的零件配件等按顺序摆放在特定的位置，以此避免在组装和安装过程中出现交叉使用、错乱使用的现象。

（4）按照安装场地的实际情况，对平波电抗器在极1和极2高低侧场所内的存放地点进行合理的规划设置，如图1所示。

2.2 安装测试的实施过程

平波电抗器的安装工艺流程主要包括以下几个步骤：

（1）平波电抗器绝缘支架的安装，其主要包括平波电抗器安装场地的基础设置，其平面度误差应在2mm之内；平波电抗器基础设置的复测方法，如常采用全站仪+CAD放样的方法，对平波电抗器基础设置的精确度进行检测；绝缘子底座的安装。

（2）第一节复合绝缘子的安装，其紧接于绝缘支架的安装工作之后。

（3）绝缘子第一层拉筋的安装，为了便于安装，常在地面之上就将其组装完毕。

（4）第二节复合绝缘子的安装，其安装方式与第一节复合绝缘子的安装方式相同。

（5）绝缘子第二层拉筋的安装，相较于第一层拉筋，该种拉筋可有两种形式，辐射形拉筋和圆周拉筋，在安装过程中，应注意其安装特点。

（6）降噪装置的地面组安装，平波电抗器的降噪装置主要由上部消声器、外部吸声罩、内部吸声筒、底部筒形吸声罩、底部栅式消声器等组成，其组安装程序可包括两部分，上部消声器主体和隔板的组安装以及平波电抗器本体的地面组安装。

（7）平波电抗器的主体安装，其主要包括不锈钢平台的安装、平波电抗器主体的安装、平波电抗器上部消声器的安装、避雷器的安装、绝缘子均压环的安装等几个步骤。

（8）低压侧平波电抗器的安装，其与高压侧平波电抗器的安装步骤基本相同。

2.3 安装测试的注意事项

在平波电抗器的安装过程中需要注意以下几点：

（1）与起重工作有关的安装步骤或程序，如，吊索的夹角应小于90°；起吊平波电抗器时，应在其上加上用以固定用的溜绳；起吊工作场所不可停留无关人员，尤其是在起吊设备的正下方区域内；天气恶劣或照明程度不足，影响操作人员对指挥信号的辨识时，应暂停起吊作业。

（2）应在设备棱角处辅以软木板、半圆筒等物，以此避免钢丝绳与设备棱角之间的直接接触。

（3）在平波电抗器的安装、组装过程中，其所使用的所有工具器械、零配件等都应为合格产品，且应出具合格证明。

（4）施工现场所配套的所有防护设备也都应为防护性能合格的产品，且应出具合格证明。

（5）用于施工人员上下操作的梯子应牢固放置，其与地面形成的夹角应在60°左右，并严禁两人同站，以免出现跌落事故。

结语

近年来，随着我国电力科学技术水平的提升、换流变电站的大力普及和推广，对变电站内高压仪器设备的性能也就提出了更高、更新的要求，而平波电抗器作为可抑制整流电路产生的有害波纹的关键性装置设备，其可使高压直流供电系统输送的电流接近于理想直流，对于高压直流供电系统的安全高效运行有着至关重要的作用。因此，在实际应用过程中，科研人员一定要全面考虑影响平波电抗器设计的各项因素，以此设计出性能更好、成本更低、适合多种供电系统、多种供电方式的平波电抗器，并严格执行其安装测试流程，以此充分发挥其功能优势。

参考文献

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