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摘要：可控电抗器主要是解决长距离重载线路限制过电压和无功调节矛盾，而可控电抗器对系统动态稳定的影响则不仅与其工况下的状态相关，更主要的是与可控电抗器的调节方式相关，笔者将结合自身工作经验对可控电抗器在我超特高压电网中应用的相关问题进行详细分析研究。
关键词：特高压；无功补偿；可控电抗器
1可控电抗器运行原理
可控电抗器根据其构成原理的不同，基本可以划分为磁阀式可控电抗器和高阻抗式可控电抗器。以常见的磁阀式可控电抗器为例，其原理结构分析如下图：
2控电抗器在超特高压电网应用中的影响因素分析
采用可控高压并联电抗器时，需要对系统的电磁暂态现象进行详细研究，其主要的影响因素包括暂时(工频)过电压的影响、合闸和甩负荷操作过电压的影响、潜供电流和恢复电压的影响、线路非全相运行的影响、中心点绝缘水平问题等方面的问题。
2.1暂时(工频)过电压的影响
采用可控高抗时对暂时(工频)过电压有降低作用，其因素主要有：
线路重载时，高抗补偿度降低(电抗器容量减小)，系统输送的无功(感性)少，其等值电势也减少，因此降低了过电压。线路发生三相跳闸时，将高抗容量调节到最大，对过电压有明显的降低作用。
2.2合闸和甩负荷操作过电压的影响
线路三相合空线操作，其操作的时间是人为控制的，因此在三相合闸操作前，需要将可控高抗的容量调整到最大值，以满足降低过电压的要求。线路单相重合闸操作是系统运行中随机出现的，在这种三相不平衡的输电方式中，可控高抗的控制方式对系统运行和限制过电压都有影响。甩负荷操作过电压一般发生在断路器跳闸后50ms的时间段内，可控高抗的调节时间对这种过电压影响较大。另外可控高抗采用分级调节或平衡调节对过电压也有影响。
2.3潜供电流和恢复电压的影响
为了有效地限制潜供电流和恢复电压，采用不同容量的高抗时，小电抗的阻值也不尽相同，需要经过研究确定。可控高抗的控制技术不同，接入系统的方式也不同，应相应地确定小电抗阻值和联接方式。
2.4线路非全相运行的影响。
线路发生单相或两相跳闸时，三相线路处于非对称运行状态，也需要对小电抗的阻值和联接方式进行研究。还需要注意可控高抗中心点的绝缘配合问题，通过对可控高抗中性点小电抗的电磁暂态研究，提出各种过电压的水平，并进行绝缘配合研究。
3可控电抗器在特高压线路中的应用分析
交流特高压线路，以8×500mm2为例，百公里充电功率为530Mvar左右，为限制特高压系统可能出现的工频过电压，考虑在线路两端安装特高压电抗器，据初步分析，高抗补偿度为85%左右可基本满足要求。若按限制过电压的要求来配置特高压电抗器，则可能导致以下问题：
3.1电压调节问题
小方式运行电压偏高或大方式下运行电压偏低，尤其对于水电集中处的输电通道来说，丰枯季节潮流变化大，2种情况可能都存在。常规的解决办法是通过在变压器的低压侧安装低压电抗器组或/和低压电容器组，这一方面增加了无功补偿的投资，另一方面，由于受变压器容量的限制，低压补偿可能无法满足要求。
3.2线路输送能力下降
在某一输送功率下，若线路与外部系统没有无功功率交换，定义此时传输的有功功率为线路的广义自然功率，线路没有高抗时，此功率即为自然功率，高抗补偿度越高，其广义自然功率下降越多。在特高压电网形成初期，由于网架薄弱，受安全稳定限制，特高压输送有功功率较小，即使在高抗补偿度较高时，线路对无功需求基本能够自给自足；随着特高压网架的逐渐加强，线路输送功率加大，线路需要吸收大量的无功，导致系统运行电压下降，同时无功传输的增加，也导致了系统网损增加。
3.3电压稳定问题
仍以300公里8×500mm2的特高压线路为例，在85%的高抗补偿度下，传输2000MW、4000MW功率时，需吸收无功分别为51.4Mvar和929.3Mvar。以双回特高压线路输送4000MW功率，则需吸收无功102.8Mvar，此时也有可能发生电压偏低，发生“N-1”故障，若潮流全部转移至另一回线，则需吸收的无功将大为增加，严重的话，可能会导致系统电压失稳。可控电抗器在运行期间，无功在一定的范围内可实现平滑或分级调节，在一定程度上抑制电压在小负荷方式下过高或大负荷方式下过低。可控电抗器的投入运行，使得双回或多回线发生“N-1”故障时，可按其最大的调节范围实现动态无功补偿，提高系统的电压稳定性。同时，对于系统在各种扰动下出现的电压振荡或功率振荡，也能起到一定的抑制作用，提高系统的动态稳定性。
由以上分析可知，特高压线路在长距离重载情况下限制过电压和无功补偿的矛盾突出，为解决这一矛盾，需要在长距离重载线路及潮流变化大的外送线路上安装特高压可控电抗器。
4超高压电网中可控电抗器的应用分析
对于500kV级以下电压等级的电网，虽然个别线路的限制过电压和无功补偿有矛盾，但并不如特高压电网那么突出，根据我国电网的运行经验，都可以通过或已经通过其它简单措施来解决，因此，我国500kV及以下电压等级的电网中应用可控电抗器的必要性不充足。但为了可控电抗器在特高压电网上应用时所需的技术突破并规避风险，在500kV电网上挂网试验是非常必要的。本文以我国某市一线路为例，对超高压可控电抗器在系统中的性能进行分析。主要从稳定方面(电压调节、降低网损方面在相同容量下最大效果都是一致的)研究2种不同类型的可控电抗器对系统稳定的影响。研究表明，该线路安装1台150Mvar可控电抗器后对周围电压有一定的提升作用，母线电压最高可提高5.2kV。网损方面，在固定电抗器情况下，系统网损为3333.2
MW，在可控电抗器情况下，网损最多可降低4MW。为了较好地说明可控电抗器对系统稳定的影响，并比较连续平滑调节和分级投切电抗器对系统的影响，本文对该线路断面极限进行了计算比较，其结果见表1。
表1