论文部分内容阅读
[摘 要]限流电抗器与电力系统串联，系统发生故障时，用以增加电路的短路阻抗，从而限制线路的短路电流、维持母线电压、将短路容量加以限制，从而降低设备投资，提高系统的残压。本文---以35/0.4kV系统为例，详细分析了限流电抗器在电力系统中的作用，并提出了限流电抗器应用中注意的一些技术问题。
[关键词]电力系统；限流电抗器；作用
中图分类号：TM47 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0272-01
0 前言
在电力系统中，限流电抗器主要作用是当电力系统发生短路故障时，利用其电感特性，限制系统的短路电流，降低短路电流对系统的冲击，同时降低断路器选择的额定开断容量，节省投资费用，同时提高系统的残压。但使用限流电抗器后，会存在很大的电能损耗，系统有大的波动时如启动大容量电动机产生大的电压降影响其它设备正常运行，使发电机调压困难影响系统稳定。同时对周围供电设备、建筑物以及通讯设施都会产生较大的影响，甚至造成设备异常。如何消除电抗器产生的影响，已经成为电力系统正常运行中所面临的一个非常重要的问题。
以35/0.4kV系统为例，由于其占建筑面积少，而受到城市中心地区用电大户的欢迎，但该系统对供配电网络而言，一般不提倡使用。尤其是当地区35kV站离用户站距离较近的情况下，其线路长度小于瞬时电流速断装置能选择性动作的最小允许长度Lmin，就有可能因为用户站35kV末端发生故障，越级引起上级保护装置动作，从而扩大停电范围； 同时由于35/0.4kV系统的低压侧短路电流比35/10/0.4kV系統的要大，对变电所低压配电屏的断路器短路分断能力的要求也相应提高。
1、串接限流电抗器在35kV侧的作用
在35kV高压侧串接限流电抗器后，由于其明显的限流特性，使得限流电抗器后的短路电流值显著降低。这样，就有条件通过继电保护的灵敏度及整定值的设定，确保在限流电抗器后的短路故障保护仅动作于用户进线总开关。
结论：限流电抗器在35/0.4kV系统中有利于高压侧的继电分级保护，有利于用户站35kV电气设备的安全运行。
2、串接限流电抗器在0.4kV侧的作用
当35kV侧未设置限流电抗器时，C点的短路电流值为58.07kA，因此变电所低压侧一级断路器应选择分断能力为65kA的短路保护电器。由于低压侧断路器数量很多，并有断路器第一级与第二级间的分断能力配合问题，所以当35kV侧未设置限流电抗器时，低压侧选用高分断断路器会增加投资。
当35kV侧设置限流电抗器时，c点的短路电流值为44.76kA，因此变电所低压侧第一级断路器可选择分断能力为50kA的短路保护电器，低压侧可选用较低一级分断能力的断路器，虽增加了限流电抗器投资，但可降低数量众多的低压侧短路保护电器的费用。
结论：限流电抗器在35/0.4kV系统中有利于降低低压侧的短路电流，降低低压保护电器的工程投资，具有经济性。
3、限流电抗器应用中的一些技术问题
3.1 限流电抗器的技术参数选择
限流电抗器的主要技术参数有额定工作电压、额定工作电流和电抗百分值。
额定工作电流Ir以一回路中所有变压器的满载电流之和的1.1—1.2倍进行选择。
电抗百分值Xk%须与电力部门商量，根据系统情况来选择，以满足35kV继电保护要求。
此外，尚需按限流电抗器进出线的位置选择电抗器的接线角，按限流电抗器的布置选择绕组绕线方向。
3.2 对建筑要求
两路电源的电抗器仓之间应用分隔墙隔开，电抗器仓外的走道上方宜设置机械排风，排风量为12—15次/小时。电抗器仓宜设置网格防护门，以利观测和通风。照明装置安装在靠近仓门口的墙上，采用裸灯泡便于更换，照明开关设在仓外。此外，须考虑电抗器仓的地面承载力、安装高度和安装空间等。
3.3 限流电抗器的布置方式
限流电抗器的布置方式要根据建筑层高、站房面积、楼板承载力等因素确定，一般有三种布置方式：一种是水平布置方式，即电抗器单相水平落地布置，有水平“一”字型布置及水平“品”字型布置，其优点是荷重分散高度低，对建筑的要求不高，缺点是占建筑面积较多。另一种是垂迭布置方式，即电抗器三相垂直迭放布置，其优缺点与前一种正好相反。还有一种是垂迭“L”型布置方式，即电抗器两相垂直迭放布置，另一相落地布置，其优缺点介于前两种之间。
3.4 限流电抗器应用中的注意事项
（1）确保对其他金属部件、不形成闭环的金属部件及其他电抗器间的最小净磁空间距离。
（2）垂迭布置的上下两相电抗器的绕组绕线方向必须为相反方向。
（3）电抗器的进出线电缆，其载流量应大于电抗器的额定电流，并应按进线侧的短路电流进行热稳定校验。
（4）校验电压损失，正常工作时电抗器上的电压损失不宜大于额定电压的5%。可按下式校验：
△U =Xk% ×Ig/Ir×sin
式中：Ig——电抗器最大工作电流；
Sin——功率因数角的正弦值。
参考文献
[1] 中国航空工业规划设计研究院（徐永根主编）.工业与民用配电设计手册.第二版.北京：水利电力出版社，1994：90，99-127.
[2] 建设部工程质量安全监督与行业发展司及中国建筑标准设计研究所编（主任委员王素卿）.2003全国民用建筑工程设计技术措施—电气.北京：中国计划出版社，2003：16.
[关键词]电力系统；限流电抗器；作用
中图分类号：TM47 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0272-01
0 前言
在电力系统中，限流电抗器主要作用是当电力系统发生短路故障时，利用其电感特性，限制系统的短路电流，降低短路电流对系统的冲击，同时降低断路器选择的额定开断容量，节省投资费用，同时提高系统的残压。但使用限流电抗器后，会存在很大的电能损耗，系统有大的波动时如启动大容量电动机产生大的电压降影响其它设备正常运行，使发电机调压困难影响系统稳定。同时对周围供电设备、建筑物以及通讯设施都会产生较大的影响，甚至造成设备异常。如何消除电抗器产生的影响，已经成为电力系统正常运行中所面临的一个非常重要的问题。
以35/0.4kV系统为例，由于其占建筑面积少，而受到城市中心地区用电大户的欢迎，但该系统对供配电网络而言，一般不提倡使用。尤其是当地区35kV站离用户站距离较近的情况下，其线路长度小于瞬时电流速断装置能选择性动作的最小允许长度Lmin，就有可能因为用户站35kV末端发生故障，越级引起上级保护装置动作，从而扩大停电范围； 同时由于35/0.4kV系统的低压侧短路电流比35/10/0.4kV系統的要大，对变电所低压配电屏的断路器短路分断能力的要求也相应提高。
1、串接限流电抗器在35kV侧的作用
在35kV高压侧串接限流电抗器后，由于其明显的限流特性，使得限流电抗器后的短路电流值显著降低。这样，就有条件通过继电保护的灵敏度及整定值的设定，确保在限流电抗器后的短路故障保护仅动作于用户进线总开关。
结论：限流电抗器在35/0.4kV系统中有利于高压侧的继电分级保护，有利于用户站35kV电气设备的安全运行。
2、串接限流电抗器在0.4kV侧的作用
当35kV侧未设置限流电抗器时，C点的短路电流值为58.07kA，因此变电所低压侧一级断路器应选择分断能力为65kA的短路保护电器。由于低压侧断路器数量很多，并有断路器第一级与第二级间的分断能力配合问题，所以当35kV侧未设置限流电抗器时，低压侧选用高分断断路器会增加投资。
当35kV侧设置限流电抗器时，c点的短路电流值为44.76kA，因此变电所低压侧第一级断路器可选择分断能力为50kA的短路保护电器，低压侧可选用较低一级分断能力的断路器，虽增加了限流电抗器投资，但可降低数量众多的低压侧短路保护电器的费用。
结论：限流电抗器在35/0.4kV系统中有利于降低低压侧的短路电流，降低低压保护电器的工程投资，具有经济性。
3、限流电抗器应用中的一些技术问题
3.1 限流电抗器的技术参数选择
限流电抗器的主要技术参数有额定工作电压、额定工作电流和电抗百分值。
额定工作电流Ir以一回路中所有变压器的满载电流之和的1.1—1.2倍进行选择。
电抗百分值Xk%须与电力部门商量，根据系统情况来选择，以满足35kV继电保护要求。
此外，尚需按限流电抗器进出线的位置选择电抗器的接线角，按限流电抗器的布置选择绕组绕线方向。
3.2 对建筑要求
两路电源的电抗器仓之间应用分隔墙隔开，电抗器仓外的走道上方宜设置机械排风，排风量为12—15次/小时。电抗器仓宜设置网格防护门，以利观测和通风。照明装置安装在靠近仓门口的墙上，采用裸灯泡便于更换，照明开关设在仓外。此外，须考虑电抗器仓的地面承载力、安装高度和安装空间等。
3.3 限流电抗器的布置方式
限流电抗器的布置方式要根据建筑层高、站房面积、楼板承载力等因素确定，一般有三种布置方式：一种是水平布置方式，即电抗器单相水平落地布置，有水平“一”字型布置及水平“品”字型布置，其优点是荷重分散高度低，对建筑的要求不高，缺点是占建筑面积较多。另一种是垂迭布置方式，即电抗器三相垂直迭放布置，其优缺点与前一种正好相反。还有一种是垂迭“L”型布置方式，即电抗器两相垂直迭放布置，另一相落地布置，其优缺点介于前两种之间。
3.4 限流电抗器应用中的注意事项
（1）确保对其他金属部件、不形成闭环的金属部件及其他电抗器间的最小净磁空间距离。
（2）垂迭布置的上下两相电抗器的绕组绕线方向必须为相反方向。
（3）电抗器的进出线电缆，其载流量应大于电抗器的额定电流，并应按进线侧的短路电流进行热稳定校验。
（4）校验电压损失，正常工作时电抗器上的电压损失不宜大于额定电压的5%。可按下式校验：
△U =Xk% ×Ig/Ir×sin
式中：Ig——电抗器最大工作电流；
Sin——功率因数角的正弦值。
参考文献
[1] 中国航空工业规划设计研究院（徐永根主编）.工业与民用配电设计手册.第二版.北京：水利电力出版社，1994：90，99-127.
[2] 建设部工程质量安全监督与行业发展司及中国建筑标准设计研究所编（主任委员王素卿）.2003全国民用建筑工程设计技术措施—电气.北京：中国计划出版社，2003：16.