導(dǎo)讀：如何消除電抗器產(chǎn)生的影響，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中所面臨的一個(gè)非常重要的問(wèn)題，本文將提出一個(gè)采用高速開(kāi)關(guān)裝置與電抗器并聯(lián)是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的限流方案。

　　1 引 言

　　在電力系統(tǒng)中，限流電抗器主要作用是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，利用其電感特性，限制系統(tǒng)的短路電流，降低短路電流對(duì)系統(tǒng)的沖擊，同時(shí)降低斷路器選擇的額定開(kāi)斷容量，節(jié)省投資費(fèi)用，同時(shí)提高系統(tǒng)的殘壓。但使用限流電抗器后，會(huì)存在很大的電能損耗，系統(tǒng)有大的波動(dòng)時(shí)如啟動(dòng)大容量電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生大的電壓降影響其它設(shè)備正常運(yùn)行，使發(fā)電機(jī)調(diào)壓困難影響系統(tǒng)穩(wěn)定。同時(shí)對(duì)周?chē)╇娫O(shè)備、建筑物以及通訊設(shè)施都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，甚至造成設(shè)備異常。

　　2 問(wèn)題的提出

　　恒通化工熱電廠現(xiàn)有三臺(tái)60MW發(fā)電機(jī)，三臺(tái)15MW發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量22.5萬(wàn)KW,年發(fā)電量12.7億度。廠用電采用6KV供電，由發(fā)電機(jī)出口直接供給。為限制短路電流而串接限流電抗器給兩段6KV母線供電，6KV系統(tǒng)采用單母線分段式接線，廠用電系統(tǒng)主接線（以4#發(fā)變組為例）見(jiàn)圖1.

　　圖 1

　　在運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題

　　2.1 當(dāng)啟動(dòng)大容量電動(dòng)機(jī)如給水泵時(shí)，6kv母線電壓降低到80%左右影響其它電機(jī)及用戶正常使用。曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)兩臺(tái)給水泵同時(shí)啟動(dòng)時(shí)電抗器后備保護(hù)動(dòng)作跳閘的事故，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　2.2 當(dāng)電抗器運(yùn)行在額定電流70%左右時(shí)，電抗器線圈發(fā)熱嚴(yán)重，出現(xiàn)繞組過(guò)熱變色現(xiàn)象。

　　2.3 電抗器長(zhǎng)期串聯(lián)在系統(tǒng)中本身消耗巨大無(wú)功及有功，導(dǎo)致運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)

　　2.4 系統(tǒng)受到大擾動(dòng)時(shí)電壓波動(dòng)大，給發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)造成困難，影響系統(tǒng)穩(wěn)定

　　3 問(wèn)題的解決對(duì)策

　　3.1 解決思路

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)技術(shù)咨詢和考察，發(fā)現(xiàn)利用國(guó)內(nèi)一種大容量高速開(kāi)關(guān)裝置（簡(jiǎn)稱FSR裝置）可消除電抗器產(chǎn)生的影響。具體解決辦法是將FSR裝置并聯(lián)在電抗器兩端，如圖2.

　　圖 2

　　正常運(yùn)行時(shí)， 高速開(kāi)關(guān)裝置（FSR）將電抗器短接，由于FSR阻抗約為0.1mΩ（其中直流電阻約20μΩ），而電抗器阻抗一般在0.15~0.9Ω（即150 mΩ~900 mΩ）之間，所以正常運(yùn)行時(shí)電抗器被FSR短接而不起作用電流流經(jīng)高速開(kāi)關(guān)裝置，當(dāng)廠用6KV母線及以下出現(xiàn)短路故障時(shí)，高速開(kāi)關(guān)快速熔斷，將電抗器投入主回路中限制短路電流，而短路故障仍由故障處斷路器開(kāi)斷。

　　3.2 FSR裝置的工作原理

　　該裝置主要由橋體FS、熔斷器FU、非線性電阻FR及測(cè)控單元等組成，簡(jiǎn)稱FSR.FS與FU阻抗相比為1∶2 000.因此正常運(yùn)行時(shí)工作電流經(jīng)FS流過(guò)。系統(tǒng)發(fā)生故障短路時(shí)，接到測(cè)控單元的分?jǐn)嗝詈螅現(xiàn)S在0.15 ms之內(nèi)爆破斷開(kāi)，電流轉(zhuǎn)移至FU.FS斷開(kāi)后全部短路電流轉(zhuǎn)移到FU,使FU在0.5 ms內(nèi)熔斷，并產(chǎn)生足夠的弧壓。FU斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的弧壓使其導(dǎo)通，吸收FU開(kāi)斷后產(chǎn)生的電弧能量及電源注入的能量，使FU順利熄弧，并把斷開(kāi)時(shí)的過(guò)電壓限制在允許的2.5倍相電壓范圍內(nèi)。檢測(cè)電流和電流變化率，當(dāng)電流幅值和電流變化率同時(shí)超過(guò)定值時(shí)，判斷為短路發(fā)生，并采用3個(gè)相同的獨(dú)立工作的測(cè)控部件，以 “三取二”動(dòng)作方式做出判斷，向FS發(fā)出分?jǐn)嘈盘?hào)。如圖3

　　橋體FS:因FS電阻為uΩ級(jí)，而熔斷器FU電阻為mΩ級(jí)，故正常時(shí)工作電流經(jīng)橋體流過(guò)，短路時(shí)接到測(cè)控單元的分?jǐn)嗝詈?，?.15ms之內(nèi)爆破斷開(kāi)，電流轉(zhuǎn)移到熔斷器FU.

　　熔斷器FU:FS斷開(kāi)后，全部短路電流轉(zhuǎn)移到熔斷器，在0.5ms以內(nèi)熔斷器熔斷，并產(chǎn)生足夠的弧壓。

　　非線性電阻FR:熔斷器熔斷時(shí)產(chǎn)生的弧壓使其導(dǎo)通，吸收電感中存在的磁能及電源注入的能量，使熔斷器順利熄弧，同時(shí)把開(kāi)斷時(shí)的過(guò)電壓限制在2.5倍的額定相電壓之內(nèi)。

　　測(cè)控單元：檢測(cè)電流和電流變化率，當(dāng)電流幅值和電流變化率同時(shí)超過(guò)整定值時(shí)，判斷為短路發(fā)生，采用三個(gè)相同的獨(dú)立工作的CPU部件，以“三取二”表決方式判斷，向橋體發(fā)出分?jǐn)嗝睢?/FONT>