高压限流电抗器在电网中应用探究

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1、高压限流电抗器在电网中应用探究　　【摘要】在分层分区运行电网中，为限制不同电压等级的短路电流，可将高压限流电抗器安装在电网中不同位置来限制短路电流，以便达到最佳的效果。为限制220kV电网短路电流，通过对高压限流电抗器安装在电网中不同的位置进行了短路电流、潮流、片区供电能力等多方面的技术经济比较研究，经PSASP电力系统分析综合程序计算分析后，得出了高压限流电抗器安装在500kV主变供电分区电网中的最佳位置。【关键词】高压限流电抗器；电网；应用研究随着江苏电力负荷快速增长，电网加强，500/220kV分区内500kV变电站主变建设逐步达到其设计满容量规模

2、，加上有些地区电厂接入220kV电网的增加，短路电流水平的控制日趋紧迫。500/220kV分区内220kV短路电流水平的控制也成为提高分区内电厂可接入的容量，从而提高分区供电能力，提高电网规模效益的关键制约因素，因此，在研究改变电网结构，实施高阻抗变压器以及母线分段、分排等限制电网短路电流运行方式的基础上，进一步研究高压限流电抗器对短路电流水平的限制作用，显得十分必要。1、高压限流电抗器的种类、特性和应用现状101.1高压限流电抗器的种类、特性高压限流电抗器一般是指220kV及以上输电网电压等级的限流电抗器。串联限流电抗器就其产品结构和磁路而言，有干式空

3、芯电抗器、油浸铁芯电抗器和干式铁芯电抗器三种。空芯电抗器电抗值总是保持为常数；铁芯式电抗器，铁芯会饱和，而导致铁芯电抗器的电抗值变小。限流电抗器在长期额定电流和故障电流下要求安全可靠的运行，要求其阻抗值或限制短路电流的能力不能变，因此，为限制系统故障短路电流的限流电抗器宜做成空芯产品而非铁芯产品。1.2高压限流电抗器的应用现状目前，高压限流电抗器已较多应用在国内外高压电网中，下面介绍几个高压限流电抗器应用实例：101）上海泗泾站：2004年南桥和黄渡500kV母线短路电流超过开关遮断容量，为此，在500kV黄渡～泗泾双回线路，泗泾站出口变电站内安装了2组

4、500kV限流电抗器，额定阻抗14欧姆（相当于50公里500kV的LGJ-4×400线路），对限制泗泾、黄渡500kV变电站500kV母线短路电流水平有控制作用。2）浙江瓶窑站：2009年12月24日在瓶窑—杭北单回线上安装1台8Ω、额定电流为2kA的故障电流限制器（简称FCL），安装位置在瓶窑变电站内。该故障电流限制器可以在发生短路瞬间将电抗器快速投入，大幅度降低支路的短路电流，并能将短路点的总电流降到47kA以下。3）巴西Tucurui水电厂：巴西Tucurui水电厂规划装机容量8361MW，分二期建设：一期12×353MW；二期11×375MW。如

5、果一、二期机组550kV母线直接相联，短路电流将超过断路器遮断容量40kA，因此在一、二期机组串与串之间装设串联电抗器，既实现一、二期机组高压母线的互联，提高系统的可靠性，又将短路电流控制在40kA以下。该电抗器额定阻抗为20欧姆，额定电流2.6kA，额定容量为3×135MVA，已于2004年4月底完成交接。4）美国345kV电网：2001年，美国纽约电网的联合爱迪生系统由于新机组的接入，345kV电网短路电流超过了现有断路器遮断容量，因此在四回345kV线路串接了四台电抗器，以满足断路器遮断容量要求。2、限流电抗器应用的必要性及其安装地点、设备参数选择

6、2.1限流电抗器应用的必要性10江苏500kV主网尤其是苏南500kV电网由于和华东主网电气联系紧密，因此500kV短路水平较高，普遍在55～60kA左右，为此苏南地区500/220kV变电所大量采用高-中阻抗18%～20%的高阻抗变压器，十分有效地扼制500kV变电所220kV母线的短路电流水平。但随着电网进一步加强和供电分区内电源接入量的进一步增加，220kV电网短路电流水平将进一步提高，这就需要在高阻抗变压器应用的基础上，进一步研究采用新的方法来限制短路电流水平，前述的高压限流电抗器是一种可考虑选择的方案。2.2限流电抗器的可选安装地点在分区电网中

7、为限制220kV短路电流，高压限流电抗器通常有如下5个安装位置：①分区内500kV站主变回路500kV侧、②分区内500kV站主变回路220kV侧、③分区内500kV站220kV母线分段开关回路、④分区内220kV主力电厂的送出线路、⑤分区内220kV线路上。2.3限流电抗器的参数选择通常决定限流电抗器容量（也决定其安装尺寸和投资）的主要是额定电流和阻抗值。通过调研，考虑设备制造和工程实施可行性及对220kV电网潮流、电压的影响，目前限流电抗器的阻值按不大于15Ω考虑为宜。2.4分区电网的模式提供分区220kV电网短路电流的电源主要是500kV系统和接入

8、220kV电网的机组。模式为单个500kV站3台及以上500kV主变独立成片，5