并联和串联电抗器

最高灵活性和成本效益

"并联电抗器和串联电抗器在交流电网中广泛采用,用于限制电力输送中的过电压或短路电流。随着高压架空线的数量在快速变化的能源环境中不断增加,并联和串联电抗器在稳定电网系统和提高电网效率方面扮演着关键角色。 范围:串联电抗器、可调和固定并联电抗器 额定功率:从 ≤10MVAr 到 300MVAr 额定电压:从 33kV 到 800kV 特性:设计紧凑而坚固;性能在整个运行寿命内保持稳定;直至最高电压和功率等级的三相测试;最新技术与设计工具 可选特性:低噪声/低损耗型,调节范围扩展 80%,绿色设计选项"

产品线

将电抗器技术向前推进

电抗器是真正的多面手和电网故障排除者。在常规输电网中,并联电抗器用于控制电压和补偿无功功率,而串联电抗器用于改变电力潮流并限制短路电流。随着可再生能源和分布式发电的增加,电抗器(特别是可调并联电抗器)在今天具有更高电力输入波动性的能源环境中扮演着重要角色。西门子的电抗器在各个功率等级下都具有相应优点,可帮助电网运营者实现并保持可靠而安全的供电系统:

测量可靠性

当前正在运行中的较高设备数量(单在上一个十年,所制造的变压器设备就超过 800 台)证明了西门子设计法则的有效性。为了确保变压器具有长久和可靠的运行寿命,我们力争实现最小制造公差,并坚持采用优质材料。全球范围的西门子供应商都需要满足西门子自身坚持的高标准。得到的是令人印象深刻的低故障率 — 我们会欣然为您提供最新的平均故障间隔时间 (MTBF) 数字。

 

西门子串联电抗器的 MTBF1)


设备数量:                    820

总服务年数:                4,361

故障数量:                    5

外部故障率:                0.115 %

平均故障间隔时间:    872 years

1) 评估时间为 2004-2013 年
 

案例研究: 如何测量变压器可靠性

保证产品质量是我们的理念

我们的系统化质量保证方法为我们在精确度和客户满意度方面的不懈追求提供支持。这种方法依靠三个支柱:

每个阶段都保持最高精度

我们基于数十年的生产经验来实现电抗器的高精度。要想让电抗器在整个运行寿命内稳定保持低振动、低噪声和低损耗,生产过程的每个阶段(从生产到测试)都需要具极高精度。为了确保这种高精度,我们采用了高度胜任的人员和自身的设计分析工具。

致力于客户的商业成功

西门子并联和串联电抗器是市场上用于无功功率补偿和短路电流限制的最经济高效的解决方案。它们可为客户带来很大商业利益,例如,无功功率需求降低、损耗降低、电网容量增加。由于实现均衡的电力潮流,客户可以避免费用高昂的电网扩展。

  • 在很长的运行寿命期间,西门子电抗器会以极低故障率和稳定的产品性能为用户带来回报。
  • 为了帮助客户找到最经济高效的解决方案(一种不仅符合技术规格,还满足客户需求的解决方案),西门子变压器公司将会提供电网咨询。
  • 项目将会顺利、准时执行。在试验中符合规定的值是理所当然的事情。
  • 紧凑的电抗器设计可将变电站建设成本保持在低水平。
  • 通过采用最先进技术以及高度胜任的人员,还可以设计和生产像 HVDC 变压器或移相变压器这种十分复杂的产品。

充分利用西门子电抗器设计人员

电抗器的设计过程与变压器的设计过程有着根本不同:由于采用特殊铁芯,电抗器的机械设计趋向于更复杂,需要特别关注物理特性。在与客户交流当中,西门子专家会分享有关所需的目标设计特性的综合建议,为客户提供支持。

 

电抗器设计标准

  • 无功功率和电抗(与电抗器特定相关)
  • 线性范围和拐点(与电抗器特定相关)
  • 损耗和损耗资本化(仅限于电抗器的总损耗)
  • 声级限制
  • 振动(与电抗器特定相关)

尖端电抗器设计

除开发自己的电抗器设计软件外,西门子研发机构还与全球范围的知名大学和合作伙伴合作,旨在改进其产品与服务质量。西门子的熟练专家使用具有最新技术的设计软件和仿真工具,如基于有限元方法的西门子软件(如用于并联电抗器的铁芯和磁轭损耗计算的 3DFEM)以及第三方工具(如 ANSYS© 和 Open Foam®)。


优点

  • 符合保证值
  • 很高的一次通过合格率
  • 在项目的设计阶段,快速响应更改请求
  • 平稳、即时的项目执行
  • 跨四个地点验证测试结果
技术

创新技术推动性能提升

铁芯:经验保证精密度

低振动、低噪声和低损耗水平已成为西门子在变压器领域中树立起的标志,需要在制造过程的每个阶段保持高精度,并在供应商管理中建立严格标准。为了防止扭曲,西门子纽伦堡工厂采用了针对 3 万吨铁芯设计的铁芯堆叠台,它们可将铁芯从其水平位置移动到垂直组装位置。西门子油浸式电抗器分为两个设计类型 — 空心电抗器或铁芯电抗器。

弹簧和夹持:最低噪声和振动值

电抗器中的铁芯固定在一个夹持架内,通过钢制横拉杆和/或臂夹持在一起。横拉杆和横梁之间采用的独特西门子弹簧技术可确保恒定的铁芯压紧。这样,西门子的弹簧和夹持设计可在这些设备的整个运行寿命内持久保持最低噪声和振动值。西门子提供了两个夹持类型:

用于实现更小体积和更高效率的设计特性

优点

提高电网稳定性和经济效益

西门子可以制造满足各种应用领域中所有客户需要的全系列电抗器。串联电抗器针对短路电流限制和电力潮流改变而进行部署。并联电抗器提供电压控制和无功功率补偿。它们可以设计为带分接开关的可调并联电抗器,适用于需要更灵活解决方案的客户。

技术细节

提高效率和灵活性

并联电抗器 (SHR) 布置在线路电压与接地端之间。它们通常安装在长架空电力线或电缆连接的始端和末端,或安装在中心变电站中。架空电力线的电容相对较低,因此仅需要在高压下和/或沿很长的电力线进行补偿,而电缆具有高得多的导线对地电容(高出 20 倍)。因此,应针对较低电压和较短的电缆提供补偿。

 

典型应用领域

  • 大型风电场和太阳能阵列的电网接入
  • 较长高压架空线或交流电缆连接的线路补偿
  • 导致电力负荷波动的分布式发电
  • 导致中压和高压电网中发生电力负荷波动和电力潮流逆转的产销者
  • 充电时以及储能期间的空载条件下导致线路负荷的大型储能系统

固定式并联电抗器

无功功率补偿和电压控制

固定式并联电抗器针对确定的系统条件而设计,用于电压控制和无功功率补偿。它们是低成本和容易使用的 ON/OFF 装置。但是,当多个装置并联安排时,固定式并联电抗器会比可调式并联电抗器更加昂贵。它们设计紧凑,所需的维护量低,是用于提高效率的理想解决方案。

 

典型应用领域

  • 具有稳定负载和电压以及固定线路长度的高线线和电缆
  • 当可调无功功率从其它来源提供时,大型风电场和太阳能阵列的电网接入

可调并联电抗器

全面灵活性保证投资获利

可调并联电抗器用于电压控制和无功功率补偿。它们可根据实际需要,连续调整电抗器额定功率。特别建议在发生波动的情况下使用可调电抗器。电网数量不断增多时,由于可再生能源的使用增加,就会出现这种情况。根据实际需求,可以调整无功功率以满足实际电网需要。

西门子的可调并联电抗器不仅可根据电网状况的改变而连续调整,还是一种很少需要检修的低维护装置。西门子采用了 Maschinenfabrik Reinhausen 公司生产的性能可靠的 VACUTAP VRG 分接开关系列。

这些有载分接开关可以免维护执行多达 300,000 次开关操作。可调电抗器的最大控制范围为 20 - 100%,所提供的电网灵活性可使操作人员能够实现最高电网效率。这种灵活性的其它重要优势为:由于通过具有较低无功功率额定值的可调并联电抗器进行开关,开关冲击较小。此外,由于可调并联电抗器在较低额定功率下运行,损耗和噪声较低。

 

典型应用领域

  • 电网改变,如计划的扩展、不进行更换而关停电厂
  • 线路负荷因负载或发电(如分布式发电、可再生能源发电、大型储能装置)而发生连续波动
  • 不同线缆部分的开/关
  • 灵活替换装置
  • SVC 的规模缩小

可靠性提高

西门子变压器公司可生产高达 800 kV 和 1500 MVAr 的串联电抗器,这些电抗器通常为油浸式空心电抗器。但根据客户需要,它们也可以带有铁芯,尤其是中性点接地电抗器。

 

典型应用领域

串联电抗器用于控制电流并提高阻抗。顾名思义,这些电抗器与现有线路串联布置。串联电抗器构成电网中的阻抗,借此提高电网段的电阻以限制短路电流或转移电力潮流。例如,电弧炉串联电抗器提供附加电抗来稳定电弧并提高效率。在电机起动电抗器中,起动电流受到限制;适当情况下,可与转速控制器结合使用。

完全以客户为中心

100 多年来,我们与能源供应商和电网运营商密切合作。利用这些年的经验,我们对从咨询、设计、生产和测试直至售后服务的各个流程进行定制化设计,以满足客户及其高度定制化设备的需要。
比较

并联电抗器:固定式或可调式

"并联电抗器提供电压控制和无功功率补偿,但也可以设计为带分接开关的可调并联电抗器。可调并联电抗器 (VSR) 用于补偿输电线路的容性无功功率,尤其是在低负荷或空载条件下运行的电网。它们可在发生负荷变化、甩负荷或电网空载运行时降低电网频率过电压。而且,VSR 还可提高输电稳定性和经济效益。 选择固定式并联电抗器的决定常常是出于技术原因做出的,但应该承认,对可调并联电抗器的投资确实会带来很大回报:随着负荷的增加,固定式并联电抗器会过度补偿电压的上升,从而产生总的电压降;而可调并联电抗器总是能精确补偿,并根据当前负载状况进行调整。"

可调并联电抗器与固定式并联电抗器相比之下的优点

可调并联电抗器 (VSR) 是否对于您的电网来说具有成本效益?

如果您对以下一个或多个问题的答案是“是”,就应考虑选择 VSR:

  • 电网/线路的各部分面临着空闲/低负载和负载运行的变化。
  • 电网/线路的各部分经常因次级电网运营商的无功功率而发生过载。
  • 保持电压和获取与之前的电网运营商达成一致的无功功率之间有着严格界限。
  • 在我的电网中,有很大一部分是分布式发电和或风能/太阳能发电产生的电力。
  • 我的电网或电网状况在将来会发生很大变化,但我目前不能不停准确确定这些变化。
  • 我已在不同电压等级使用了固定式并联电抗器,而且我需要一台灵活备用装置。
请与我们的专家交谈,了解西门子电抗器可为您带来什么。

联系能源支持中心

下载

更加了解我们的产品

成功案例

推动创新以实现将来的成功

2008 年,西门子成为世界上首个 800 kV HVDC 变压器供应商,从此之后,每年都会完成多个 800kV HVDC 项目。后来,我们成功试验了世界上首台 1100kV HVDC 模型机,并于 2013 年成功试验了世界上首台采用替代绝缘油的 400kV 变压器。我们的客户都受益于我们对其未来成功的专注。

联系方式

联系西门子客户服务部门

您可以全天 24 小时随时与我们联系。 我们期待着您的来电或在线请求。 电话: +49 180 524 70 00