唐 春
（成都成发科能动力工程有限公司，成都，610503）
摘 要：限流电抗器的合理选择，可有效节省项目投资费用。既能限制短路电流，还能在配电网络中发生短路时，维持母线上的电压不致太低而影响其他用户，但正常工作时要求在电抗器上的电压降不要过大。电抗器百分值的选择与该点的短路电流值相关。为满足使用效果，需验算电压损失和短路后剩余电压。
关键词：限流电抗器、短路电流、电抗百分值
1 前言
近年来，由于余能减排电站在“节能减排”方面的突出优势，国家产业政策大力扶持，新兴一大批的自备电站[1]，他们作为分布式能源的一种形式，在降低企业生产成本方面起着积极的作用。随着企业负荷的增加，使企业内部电网的输送功率逐渐接近极限，自备电厂与用电负荷的短路电流叠加严重，文献[2]分析了短路电流的危害和限制措施。在“节能减排”大旗下新建的自备电厂，多为原厂区内扩建、改造，采用并网不上网的方式运行，受限于上级开关站短路容量和开关设备短路电流开断能力，此时采用限流电抗器来限制短路电流，运行方式简单，安全可靠。
2 现状
山西某焦化厂升级城市采暖供热项目，原项目采用减温减压装置，现在改造为15MW背压发电机组，接入厂区4#开闭所10KV I段母线，不改变输入输出工质品质的条件下，每小时额外多发13000kW的电能，经济效益可观。
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因该项目为改造升级项目，上级电网母线短路电流为27.2KA，上级开关站设备均按31.5kA短路电流核算校验，若全部改造升级，则投资巨大，工期加长，且影响全厂的正常生产。
本次项目中，欲将发电机系统的短路电流限制在20kA以下，因发电机自身的短路电流已经达到7kA，故需将来自系统的短路电流限制在13kA以下。
3 限流电抗器的选型计算
为了接线简单，施工方便，也为了使发电系统内部参数一致，项目将电抗器串接于本项目联络柜与上级出线柜之间。
3.1 常规参数选择
电抗器选型的常规参数包括环境条件、安装方式、材质、防护等级、频率、电压等级等，以工程条件选择即可，从经济适用的角度，材质一般选用铝芯。
安装方式是指电抗器的布置方式。普通电抗器一般有水平布置、垂直布置和品字布置三种。进出线端子角度一般有90°、120°、180°三种，分裂电抗器推荐使用120°。
3.2 额定电流选择
电抗器几乎没有过负荷能力，所以主变压器或出线回路的电抗器，应按回路最大工作电流选择，而不能用正常持续工作电流选择。本次项目为发电项目，故按高压断路器的额定电流1500A选择。
3.3电抗百分值选择
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3.4电抗百分值的校验
1）根据文献[4]，正常工作时电抗器上的电压损失（△U%）不宜大于额定电压的5%，可按下式计算:
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若剩余电压不能满足要求，则可在线路继电保护及线路电压降允许范围内增加出线电抗器的电抗百分值或采用快速继电保护切除短路故障。对于母线分段电抗器、带几回出线的电抗器及其他具有无时限继电保护的出线电抗器，不必按短路时母线剩余电压校验。
3 总结
自备电厂电力系统中，当并网接入点现有的短路电流已经接近设备开断能力上限，可将限流电抗器串联连接在并网线路上，主要作用是当电力系统发生短路故障时，利用其电抗特性，限制并网点两侧故障时的短路电流，使得短路电流降低到其设备的允许值, 以便于断路器开断故障线路，降低短路电流对设备的冲击，降低断路器的额定开断容量选型，节省投资费用，同时提高系统的残压。
本项目发电机并网线路上由于增加了限流电抗器，断路器选型时的开断能力从40kA降低到31.5kA，降低了电厂的一次设备投资额，但会增加电网有功损耗和无功损耗，属于小微自备电厂的折中办法。一般在25MW以上机组中，会考虑与电抗器并列一台大容量快速开关设备，正常运行时，电流从大容量快速开关设备流过，几乎无阻抗，故障时大容量快速开关断开，限流电抗器投入，串联在故障回路中，系统阻抗迅速变大，既达到限制短路电流的作用，又不会增加系统电量损耗[2],但该设备投资较大。
参考文献：
【1】郑伟.钢铁企业余能发电站并网关键技术研究，大连理工大学，硕士论文，2016.
【2】林金娇.冀北电网短路电流限制措施的研究，华北电力大学，硕士论文，2014
【3】王强钢.分布式发电接入电网故障穿越控制及短路电流计算方法，重庆大学,博士论文，2015.
【4】工业与民用配电设计手册 中国航空工业规划设计研究院 第四版
作者简介：
唐 春（1985），男，学士，工程师，从事冶金、石化、建材行业高低压电气设计工作。