池州海螺總降6kV側增設限流電抗器簡介

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短路電流，穩定系統電壓，改善在系統發生短路時供電質量，保證設備可靠供電。

關鍵詞：高壓系統;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共七條熟料生產線。公司七條熟料生產線配有兩座總降，由四臺主變供電，七條熟料生產線同時配套了四套余熱發電機組，四套余熱發電機組分別接入總降四臺主變壓器下的6kV母線。由于余熱發電系統晚于熟料生產線建設、投運，當發電系統接入到主變壓器下的6kV母線時，系統短路電流增大，熟料生產線原先配套的6kV開關柜短路容量不能滿足安全運行要求，為此，在余熱發電系統接入到主變壓器下的6kV母線的同時，在發電機出口至總降聯絡柜中增加了大容量快速熔斷器柜，以達到在發生短路故障時，通過大容量快速開關柜的動作，將發電機組從主變壓器下的6kV母線上分離開，以滿足6kV開關柜安全運行要求。

2 問題的提出

由于水泥廠水泥熟料生產線上各用電設備眾多，難以避免發生短路故障，經常發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產品，更換后還需要作調試與模擬試驗，必須專業廠家人員進行，恢復過程費時、費力;二是快速熔斷器每次動作時都會伴隨著系統電壓的突變，這樣易造成其它電氣設備因為電壓波動造成停機故障的發生，對連續運行的生產線造成生產中斷，造成不必要的經濟損失;三是快速熔斷器有誤動作的情況發生，造成不必要的發電系統不能正常接入到工廠供電系統之中，浪費了發電所產生的經濟效益。

3 解決辦法

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

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，不會造成系統電壓突變，從而不會引發其它設備因電壓波動造成停機，可保證生產線連續運行。

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發電機組，容量為18MW的發電機組。

6kVⅢ段為獨立單母線接線，接入#2發電機組，容量為12MW的發電機組。

#1、#2發電機組分別在發電機出口至總降聯絡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發電機組，容量均為18MW的發電機組。

#3、#4發電機組分別在發電機出口至總降聯絡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接線圖如圖1。

3.3 改造內容

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

（2）在海螺變的25MVA和35MVA的變壓器低壓側各加裝一臺限流電抗器。

改造后的系統接線方式如圖2。

3.4 設計范圍

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

3.5 設備選型

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

根據短路電流計算得出姥山變 6kV 未加裝電抗器側母線三相短路電流為36.92kA，海螺變6kV未加裝電抗器側母線三相短路電流為32.04kA，海螺變及姥山變6kV進線開關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、余熱機組送出線路開關和6kV母聯開關額定開斷電流均為31.5kA，不能滿足開斷短路電流要求。

為解決6kV側短路電流超標問題，根據設備現場布置，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主變低壓側串接限流電抗器，具體為在姥山變#1主變低壓側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。經計算，海螺變及姥山變6kV母線側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，電抗器動穩定電流大于75.5kA。經校驗，電壓損失△U%小于5%，滿足電壓質量要求。限流電抗器采用干式空心疊加式。根據現場情況，場地能夠滿足安裝限流電抗器。

4 結束語

該項目實施后，取消了四臺大容量快速熔斷器柜，增設了四臺限流電抗器，消除了大容量快速熔斷器柜對生產線穩定運行及經濟效益的不利影響。項目自改造完畢投運至今，期間歷經過數次高壓系統短路故障的發生，限流電抗器系統正常發揮了限制短路電流作用，公司供電系統運行穩定，改造達到了預期效果。

參考文獻：

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

[2]李桂中.現代電力工程師技術手冊[M].天津大學出版社，1994.

[3]陜西電力科學研究院.DXK1系列短路電流限流開斷器技術說明書[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：清華大學出版社，2002.

[6]陳維賢.電網過電壓教程[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：清華大學出版社，2003.

[8]阮前途.上海電網短路電流控制的現狀與對策[J].電網技術，2005.

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

[10]石晶，鄒積巖，何俊佳，等.故障電流限制技術及研究進展電網技術[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技術[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驗電氣應用[Z].2006.

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

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

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