趙賢斌 李江濤 胡慶 李武

摘 ?要：利用限流電抗器可以有效限制系統(tǒng)短路電流，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，改善在系統(tǒng)發(fā)生短路時供電質(zhì)量，保證設(shè)備可靠供電。

關(guān)鍵詞：高壓系統(tǒng);大容量快速熔斷器;短路電流;限流電抗器

中圖分類號：TM47 文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）13-0134-02

Abstract： The use of current limiting reactor can effectively limit the short-circuit current of the system， stabilize the system voltage， improve the quality of power supply when the system is short-circuited， and ensure the reliable power supply of the equipment.

Keywords： high voltage system; large capacity fast fuse; short circuit current; current limiting reactor

1 概述

池州海螺水泥有限公司位于安徽省池州市，建有1*8000t/d+6*4500t/d共七條熟料生產(chǎn)線。公司七條熟料生產(chǎn)線配有兩座總降，由四臺主變供電，七條熟料生產(chǎn)線同時配套了四套余熱發(fā)電機組，四套余熱發(fā)電機組分別接入總降四臺主變壓器下的6kV母線。由于余熱發(fā)電系統(tǒng)晚于熟料生產(chǎn)線建設(shè)、投運，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)接入到主變壓器下的6kV母線時，系統(tǒng)短路電流增大，熟料生產(chǎn)線原先配套的6kV開關(guān)柜短路容量不能滿足安全運行要求，為此，在余熱發(fā)電系統(tǒng)接入到主變壓器下的6kV母線的同時，在發(fā)電機出口至總降聯(lián)絡(luò)柜中增加了大容量快速熔斷器柜，以達到在發(fā)生短路故障時，通過大容量快速開關(guān)柜的動作，將發(fā)電機組從主變壓器下的6kV母線上分離開，以滿足6kV開關(guān)柜安全運行要求。

2 問題的提出

由于水泥廠水泥熟料生產(chǎn)線上各用電設(shè)備眾多，難以避免發(fā)生短路故障，經(jīng)常發(fā)生因短路故障造成大容量快速熔斷器柜動作的情況，由此造成的不利影響有：一是每次動作后必須要更換快速熔斷器，由于快速熔斷器為專業(yè)產(chǎn)品，更換后還需要作調(diào)試與模擬試驗，必須專業(yè)廠家人員進行，恢復(fù)過程費時、費力;二是快速熔斷器每次動作時都會伴隨著系統(tǒng)電壓的突變，這樣易造成其它電氣設(shè)備因為電壓波動造成停機故障的發(fā)生，對連續(xù)運行的生產(chǎn)線造成生產(chǎn)中斷，造成不必要的經(jīng)濟損失;三是快速熔斷器有誤動作的情況發(fā)生，造成不必要的發(fā)電系統(tǒng)不能正常接入到工廠供電系統(tǒng)之中，浪費了發(fā)電所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。

3 解決辦法

通過分析，查閱相關(guān)資料，如果取消大容量快速熔斷器柜，采用在總降主變壓器6kV側(cè)串聯(lián)限流電抗器，將能很好的解決上述問題：（1）能在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，將短路電流限制在6kV開關(guān)柜的額定短路電流之內(nèi)，滿足其安全運行條件;（2）短路故障消除后，系統(tǒng)即可恢復(fù)正常工

作，無需對限流電抗器進行維護;（3）限流電抗器在限制短路電流時，不會造成系統(tǒng)電壓突變，從而不會引發(fā)其它設(shè)備因電壓波動造成停機，可保證生產(chǎn)線連續(xù)運行。

具體實施方案如下：

3.1 海螺變概況

110kV進線二回，110kV主接線終期為單母線分段接線主變2臺，容量分別為1臺25MVA和1臺35MVA，室外布置;容量為35MVA

6kVⅠ、Ⅱ段為單母線分段接線，接入#1發(fā)電機組，容量為18MW的發(fā)電機組。

6kVⅢ段為獨立單母線接線，接入#2發(fā)電機組，容量為12MW的發(fā)電機組。

#1、#2發(fā)電機組分別在發(fā)電機出口至總降聯(lián)絡(luò)柜中配置了一臺大容量快速熔斷器柜。

3.2 姥山變概況

110kV進線一回，110kV主接線為單母線接線;主變2臺，容量分別為1臺31.5MVA和1臺35MVA，室外布置;容量為35MVA

6kVⅠ、Ⅱ段為單母線分段接線，分別接入#3、#4發(fā)電機組，容量均為18MW的發(fā)電機組。

#3、#4發(fā)電機組分別在發(fā)電機出口至總降聯(lián)絡(luò)柜中配置了一臺大容量快速熔斷器柜。

改造前池州海螺水泥有限公司電氣系統(tǒng)接線圖如圖1。

3.3 改造內(nèi)容

（1）在姥山變的31.5MVA和35MVA的變壓器低壓側(cè)各加裝一臺限流電抗器。

（2）在海螺變的25MVA和35MVA的變壓器低壓側(cè)各加裝一臺限流電抗器。

改造后的系統(tǒng)接線方式如圖2。

3.4 設(shè)計范圍

加裝6千伏限流電抗器。設(shè)計最大風(fēng)速取30米/秒，設(shè)計覆冰厚度為5毫米，冰的比重0.9克/立方厘米。

3.5 設(shè)備選型

計算條件：在系統(tǒng)最大運行方式下;海螺變110kV母線隔離開關(guān)在斷開位置;姥山變6kV母線分段;未加裝#3、#4限流電抗器前。

根據(jù)短路電流計算得出姥山變 6kV 未加裝電抗器側(cè)母線三相短路電流為36.92kA，海螺變6kV未加裝電抗器側(cè)母線三相短路電流為32.04kA，海螺變及姥山變6kV進線開關(guān)額定開斷電流分別為40kA、50kA，能滿足開斷短路電流要求，而各6kV出線開關(guān)、余熱機組送出線路開關(guān)和6kV母聯(lián)開關(guān)額定開斷電流均為31.5kA，不能滿足開斷短路電流要求。

為解決6kV側(cè)短路電流超標(biāo)問題，根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場布置，以及盡量減少電能損耗的情況下，在姥山變#1主變及海螺變#3主變低壓側(cè)串接限流電抗器，具體為在姥山變#1主變低壓側(cè)串接一臺阻抗電壓百分比為10%，額定電流為3500A的限流電抗器，在海螺變#3主變低壓側(cè)串接一臺阻抗電壓百分比為6%，額定電流為2500A的限流電抗器。經(jīng)計算，海螺變及姥山變6kV母線側(cè)短路電流均能限制在30kA以下。選取電抗器2s額定短時耐受電流大于50kA，電抗器動穩(wěn)定電流大于75.5kA。經(jīng)校驗，電壓損失△U%小于5%，滿足電壓質(zhì)量要求。限流電抗器采用干式空心疊加式。根據(jù)現(xiàn)場情況，場地能夠滿足安裝限流電抗器。

4 結(jié)束語

該項目實施后，取消了四臺大容量快速熔斷器柜，增設(shè)了四臺限流電抗器，消除了大容量快速熔斷器柜對生產(chǎn)線穩(wěn)定運行及經(jīng)濟效益的不利影響。項目自改造完畢投運至今，期間歷經(jīng)過數(shù)次高壓系統(tǒng)短路故障的發(fā)生，限流電抗器系統(tǒng)正常發(fā)揮了限制短路電流作用，公司供電系統(tǒng)運行穩(wěn)定，改造達到了預(yù)期效果。

參考文獻：

[1]惠建峰，錢乙衛(wèi)，張世學(xué).2010年陜西電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問題研究[J].陜西電力，2010，38（01）：26-29.

[2]李桂中.現(xiàn)代電力工程師技術(shù)手冊[M].天津大學(xué)出版社，1994.

[3]陜西電力科學(xué)研究院.DXK1系列短路電流限流開斷器技術(shù)說明書[Z].

[4]陳海軍，李君宏.750kV電抗器匝間保護原理及試驗方法[J].電子設(shè)計工程，2010，18（01）：118-119.

[5]張緯鈸，何金良，高玉明.過電壓防護及絕緣配合[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[6]陳維賢.電網(wǎng)過電壓教程[M].北京：中國電力出版社，1996.

[7]梁曦東，陳昌漁，周遠翔.高電壓工程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[8]阮前途.上海電網(wǎng)短路電流控制的現(xiàn)狀與對策[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005.

[9]袁娟，劉文穎，董明齊，等.西北電網(wǎng)短路電流的限制措施[J].電網(wǎng)技術(shù)，2007.

[10]石晶，鄒積巖，何俊佳，等.故障電流限制技術(shù)及研究進展電網(wǎng)技術(shù)[Z].1999.

[11]楊杰，陳希英，邵建雄.三峽水電站短路電流水平及限制措施分析電網(wǎng)技術(shù)[Z].1997.

[12]西門子股份有限公司.巴西在將限流電抗器用于短路電流限制方面取得的成功經(jīng)驗電氣應(yīng)用[Z].2006.

[13]陳永明，許偉，王振興，等.500kV限流電抗器對瞬態(tài)電壓的影響及限制措施華北電力技術(shù)[Z].2008.

[14]電力工程電氣設(shè)計手冊2 電氣一次部分[Z].能源部西北電力設(shè)計院，1990.

[15]電力工程電氣設(shè)計手冊1 電氣二次部分[Z].能源部西北電力設(shè)計院，1990.