一种超高压特高压用干式空心并联电抗器及其实现方法与流程

本技术涉及电感，尤其涉及一种超高压特高压用干式空心并联电抗器及其实现方法。

背景技术：

1、并联电抗器是接在高压电网线路上的大容量电感线圈，主要作用是用来进行系统无功调节，解决电网无功功率过剩和电压偏高的问题，提高电力系统的稳定性。在国内外的220kv、500kv乃至750kv和1000kv高压、超高压、特高压系统中，主要采用的油浸式并联电抗器设备；在110kv及以下的中低压系统中，主要以干式空心式电抗器产品为主。

2、随着我国高压电网的不断完善，挂网运行的高压油浸式并联电抗器日益增多。电抗器故障分为内部故障和外部故障，内部故障主要是由电抗器本身的振动导致，表现为内部螺旋的松动、均压球的断裂等；外部故障主要表现为电抗器套管的沿面放电，器身的渗漏油等。一旦电抗器发生故障，如果处理不及时就会导致事故的扩大，危及电力系统安全运行。据公开文献统计，高压油浸式电抗器其故障数量明显高于同电压等级的变压器，如果不防患于未然，将会危及电力企业安全生产。

3、据了解，ge、西门子等国外公司已研发出230kv高压干式空心并联电抗器，其技术路线是采用传统低压电抗器的筒式结构，并通过多台电抗器叠堆串联实现，这种弱耦合结构电抗器需要串联的电抗器台数较多，体积巨大，占地也巨大。

4、干式电抗器作为可以免维护类电气设备的代表，以其运行稳定和免维护的独特优点，备受国家电网公司用户行业青睐，尤其是近十几年来我国进行的交直流特高压方面的创新，例如：1100kv/5455a特高压干式空心电抗器已经成功运行于国家首条1100kv特高压直流系统；500kv/5000a高压干式空心限流电抗器也已经被应用到交流超高压环网；500kv柔性直流输电用干式空心桥臂电抗器被广泛应用于柔性输电系统中；110kv干式空心并联电抗器也已经被大量用于交流特高压第三绕组侧进行无功补偿。

5、但是，220kv及以上系统用的并联电抗器相对于传统10～66kv低压并联电抗器，其最大的特点是电感大，电流小，所需爬电距离大，需要非常多的安匝数和沿面距离，现有技术通过多台电抗器叠堆串联实现的干式空心并联电抗器，存在体积巨大、占地巨大的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种超高压特高压用干式空心并联电抗器及其实现方法，用以解决现有技术通过多台电抗器叠堆串联得到的220kv及以上系统用的干式空心并联电抗器，存在体积巨大、占地巨大的技术问题。

2、一方面，本技术实施例提供了一种超高压特高压用干式空心并联电抗器，所述干式空心并联电抗器包括多个饼式结构线圈和饼间支撑结构；

3、所述多个饼式结构线圈之间通过所述饼间支撑结构进行串联，且所述多个饼式结构线圈是按照单元组合的特定方式进行串联的，以在固定空间内提高每个饼式结构线圈的电感量；

4、各所述饼式结构线圈中包括多个包封线圈，所述多个包封线圈之间按照预定方式进行串联，且通过包封线圈的自感以及包封线圈与包封线圈之间的互感，耦合形成饼式结构线圈的等值电感，以使每个包封线圈的电流值相等；

5、所述包封线圈中包括多个包封的绕线包或绕线层，所述多个包封的绕线包或绕线层之间串联连接，所述绕线包或绕线层由超低损耗换位铝线构成，所述超低损耗换位铝线采用高温自粘胶将多股单丝线连接成束，以降低多股单丝线之间的振动幅度，防止水汽进入多股单丝线之间的绝缘位置。

6、在本技术的一种实现方式中，所述饼间支撑结构包括全绝缘榫卯式t形星架臂、全绝缘偏心翼型法兰绝缘子和非金属螺栓；

7、所述多个饼式结构线圈中包括上下相邻的第一饼式结构线圈和第二饼式结构线圈；

8、所述全绝缘榫卯式t形星架臂设置于所述第一饼式结构线圈的下方，用于支撑所述第一饼式结构线圈；

9、所述全绝缘偏心翼型法兰绝缘子设置于所述第二饼式结构线圈的上方，用于连接所述第二饼式结构线圈；

10、所述全绝缘榫卯式t形星架臂与所述全绝缘偏心翼型法兰绝缘子之间通过所述非金属螺栓进行连接，以对上下相邻的所述第一饼式结构线圈和第二饼式结构线圈进行绝缘。

11、在本技术的一种实现方式中，所述干式空心并联电抗器还包括饼式线圈间增爬斜拉连接线；

12、第一饼式结构线圈的出线端与第二饼式结构线圈的进线端通过所述饼式线圈间增爬斜拉连接线进行电气连接，以固定第一饼式结构线圈和第二饼式结构线圈的位置；

13、连接后的饼式结构线圈采用全绝缘包覆处理，以对所述连接后的饼式结构线圈进行绝缘。

14、在本技术的一种实现方式中，所述干式空心并联电抗器还包括增爬型侧防雨防鸟罩；

15、所述增爬型侧防雨防鸟罩设置于每两个相邻的饼式结构线圈之间，用于通过多层折叠的方式增加基本单元之间的爬距，以防止鸟类进入饼式结构线圈的内部；

16、每个饼式结构线圈作为一个基本单元，且基本单元采用扁平丝设计；

17、所述增爬型侧防雨防鸟罩包含下倾的帽檐，所述下倾的帽檐用于防止雨水和鸟类进入饼式结构线圈的内部。

18、在本技术的一种实现方式中，所述增爬型侧防雨防鸟罩中还包括透气孔和排水孔；

19、所述透气孔设置于每个帽檐的竖直连接处，用于对干式空心并联电抗器进行散热；

20、所述透气孔的直径设置为小于预设直径阈值，用于防止鸟类通过所述透气孔进入饼式结构线圈的内部；

21、所述排水孔设置于所述帽檐的下方，用于防止雨水积聚。

22、在本技术的一种实现方式中，每个饼式结构线圈的高度不超过预设高度阈值；

23、每个饼式结构线圈的包封厚度大于其高度，以使所述干式空心并联电抗器的主绝缘距离由饼式结构线圈之间的间隙承担。

24、在本技术的一种实现方式中，所述干式空心并联电抗器中还包括顶盖防雨防鸟罩、防雨罩支撑架以及底部防鸟网；

25、所述顶盖防雨防鸟罩设置于串联的多个饼式结构线圈的上方，用于防止鸟类和雨水从所述串联的多个饼式结构线圈的上方进入所述干式空心并联电抗器；

26、所述防雨罩支撑架设置于所述顶盖防雨防鸟罩与所述串联的饼式结构线圈之间，用于支撑所述顶盖防雨防鸟罩；

27、所述底部防鸟网设置于所述串联的多个饼式结构线圈的下方，用于防止鸟类从所述串联的多个饼式结构线圈的下方进入所述干式空心并联电抗器。

28、在本技术的一种实现方式中，饼式结构线圈中的多个包封线圈，按照第一包封线圈的尾端与所述第一包封线圈相邻的第二包封线圈的首端相连的方式，进行z字形的串联连接。

29、在本技术的一种实现方式中，饼式结构线圈中的多个包封线圈，按照第一包封线圈的尾端与第二包封线圈的尾端相连，所述第二包封线圈中未进行连接的首端与第三包封线圈的首端相连，以及所述第三包封线圈中未进行连接的尾端与第四包封线圈的尾端相连的方式，进行u字形的串联连接；

30、其中，所述第二包封线圈与所述第一包封线圈相邻，所述第三包封线圈与所述第二包封线圈相邻，所述第四包封线圈与所述第三包封线圈相邻。

31、另一方面，本技术实施例还提供了一种超高压特高压用干式空心并联电抗器的实现方法，所述方法包括：

32、根据电网系统的业务需求，确定干式空心并联电抗器的耐压值，所述耐压值大于220kv；

33、根据所述干式空心并联电抗器的耐压值以及饼式结构线圈的数量，确定所述干式空心并联电抗器中每个饼式结构线圈对应的耐压值；

34、根据所述每个饼式结构线圈对应的耐压值以及饼式结构线圈中包封线圈的数量，确定饼式结构线圈对应包封线圈的耐压值，并根据所述包封线圈对应的耐压值，确定每个包封线圈中的绕线包或者绕线层的数量。

35、本技术实施例提供了一种超高压特高压用干式空心并联电抗器及其实现方法，至少包括以下有益效果：

36、通过采用单元组合的特定方式将多个饼式结构线圈进行串联，实现紧凑型干式空心并联电抗器，单元间具有高度可互换性，能够根据需要更换干式空心并联电抗器中的任一饼式结构线圈，可大幅降低设备故障下的损失，且给生产、运输、安装均带来极大便利；由于所有包封线圈的电流是强制串联的，所以不存在包封线圈之间电流分配不均匀的问题；每个基础单元饼式结构线圈均采用包封串联的形式，在有限的空间里极大提高每个饼式结构线圈的电感量，相较于现有技术中多台电抗器叠堆串联得到的干式空心并联电抗器，缩小了干式空心并联电抗器的体积，减少了干式空心并联电抗器的占地面积。