导航：安全管理网>> 安全论文>> 电力安全论文>>正文

发电机串联电抗器相关问题分析

文档作者：张海月文档来源：河北钢铁集团		点击数：	更新时间： 2024年07月26日
下载地址：点击这里	文件大小： 217.83 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：217.83 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：对干式电抗器预防性试验的探讨

上一篇：干式电抗器围栏发热原因分析及处理

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

总第205期
2013年第1期
河北冶全
HEBEI M ETALLURGY
Total N0 205
2013，Number 1
发电机串联电抗器相关问题分析
张海月
(河北钢铁集团宣钢公司动力厂，河北宣化075100)
摘要：分析了发电机串联电抗器在电力系统中运行中的优缺点。以宣钢公司东4#总降110kV 系统投入
和退出发电机串联电抗器两种情况下系统遮断容量的计算为例，对系统中实际短路动作电流值与计算
值进行了比较，证明该发电机串联电抗器退出运行的可行性，实现了节能降耗。
关键词：发电机；串联；电抗器；分析
中图分类号：TF083．2 文献标识码：B 文章编号：1006—5008(2013)01—0052—04
ANALYSIS ABOUT SERⅢ S
REACTOR oF ELECTRIC GENERATOR
Zhang Haiyue
(Power Plant，Xuanhua Iron and Steel Company，Hebei Iron and Steel Group，Xuanhua，Hebei，075 1 00)
Abstract：It is analyzed the merits and demerits of series reactor of electric generator in operation in electric
power system．W ith the calculation of interrupting capacities in two cases：series reactor of electric generator
put into or out of operation in east 4#general step—down 1 10 KV system of Xuan Steel as example．the ac—
tual acting short circuit curent is compared with the calculating value．It is proved the feasibility of the reac—
tor got out of operation，and energy—saving and cost—reducing realized．
Key W ords：electric generator；series；reactor；analysis
1 引言
根据宣钢公司产业结构调整、淘汰落后产能、扩
大生产规模建设、按照实现年产量800万t规划用
电负荷的要求，动力厂将公司供电网架进行了调整。
东1#总降110 kV系统增加了2 500 m 高炉35 kV
系统，向公司2座2 500 m 高炉供电。在2 500 in
高炉35 kV系统10 kV 电压等级与自备电厂6#
25 000 kW 、7#25 000 kW 发电机以及1#15 000 kW
TRT发电机并网，东1#总降110 kV系统经过扩建
增容后供电能力得到了增强，但随之也带来了系统
内馈线断路器开断能力不足的问题。系统容量在不
断扩大时，其短路遮断容量也越来越大，已超出了目
前系统内的常规断路器遮断容量，因此在3台发电
机出口加装了串联电抗器的设计。
2009年宣钢公司新建东4#110 kV变电站为
150 t转炉等炼钢用电负荷供电，为了减少电气故障
收稿日期：2012—09—15
作者简介：张海月(1976一)，女，工程师，1999年毕业于华北电力大
学电力系统及其自动化专业，现在河北钢铁集团宣钢公司动力厂从
事发电技术及供电网继电保护工作，电话：15203131261
52
对2座2 500 m 高炉的影响，增加供电可靠性，义
将2 500 IIl 高炉35 kV 系统切改到东4#总降1 10
kV系统内。6#25 000 kW 、7#25 000 kW 发电机并
网点仍在2 500 m 高炉35 kV系统10 kV电压等
级；1#15 000 kW TRT并网点在东4#总降110 kV
系统10 kV电压等级。发电机并网点所在系统运行
方式的改变，对发电机出口串联电抗器的投运提出
了质疑。
2 问题的引出
在电网中，发电机串联电抗器的主要作用是当
电力系统发生短路故障时，利用其电感特性，限制系
统的短路电流快速增长，降低短路电流对系统的冲
击，降低断路器选择的额定开断容量，节省投资费
用，提高系统的残压，在电网中得到广泛的使用。但
长期串联电抗器后，系统会存在一些负面影响。
(1)产生的电能损耗增大，造成能源浪费，且发
热量大，影响周围的设备。
(2)当系统有大的波动时，如启动大容量电动
机，将产生较大的电压降，影响其他设备正常运行，
使发电机调压困难影响系统稳定。
河北冶金 2013年第1期
(3)产生的强大磁场使建筑物中的钢筋在漏磁
作用下产生附加损耗，而且在长期的震动下，将使混
凝土松软，影响建筑物的寿命。
(4)空心电抗器产生的强大磁场容易干扰通讯
设备和微机系统正常运行，影响通讯质量和微机
运行。
采取有效措施消除电抗器产生的影响，已经成
为宣钢电力系统正常运行面临的重要课题。以宣钢
公司最大功率(25 000 kW)发电机出口电抗器为
例，该发电机每年按运行8 000 h计算其有功损耗，
该电抗器的年耗电量计算如下。
单相有功损耗：AP =16．967 kW
W =3~／32×△P ×T=27．98万kW ·h
该电抗器每年的电费损失为(按0．54元／kW ·
h)：A．=0．54×27．98=15．1万元
从以上的计算发现，电抗器运行的经济损失是
不容忽视的。如果考虑无功损耗，其产生的电能损
耗更是一个惊人的数字，年耗电量计算如下。
单相无功损耗：
aQ ：0．02×Se=0．02×2 500×10√ =288．68 kvar
年耗电量为：
W=3×p2×(△尸+aa )×T
： 3×0．687 2(16．967+288．68)8 000
=346．21万kW ·h
该电抗器每年的电费损失为(按0．54元／kW ·
h)：A，=0．54×W ：0．54×346．21=186．96(万元)
从以上的计算可见，1台电抗器的年电费损失
达186．96万元。宣钢公司现有5台发电机出口电
抗器串在电网中，所以电抗器运行的经济损失是不
可忽视的。对即将建设的发电机组还面临是否采用
串联限流电抗器的方式来限制短路电流的问题，能
找到退出电抗器运行的措施或理论依据，从而降低
电网传输损耗，减少经济损失和投资成本，提升公司
电力网运行的安全性、可靠性，这将是公司电力网面
对的技术问题。
3 解决对策
目前国内解决电抗器损耗的问题主要是并联大
容量开关柜。正常运行时，高速开关装置(FSR)将
电抗器短接，由于FSR阻抗约为0．1 ml-I(其中直流
电阻约20 Q)，而电抗器阻抗一般为0．15—0．9
Q，所以正常运行时电抗器被FSR短接而不起作用，
负荷电流经高速开关装置流出。当在发电机出口端
或其附近发生短路故障时，高速开关快速熔断，将电
抗器投入主回路中限制短路电流，而短路故障仍由
故障处断路器开断。大容量高速开关能对发电机出
口短路故障有很好的保护作用，在短路电流最大值
还没有通过发电机时，熔断器已切除故障。
因并联大容量开关柜的优势，在电抗器投运初
期就在其两侧并联大容量开关柜，但3～35 kV电力
系统在运行中，由于受内外部因素的干扰，经常会发
生相间短路事故。宣钢公司2台25 000 kW 发电机
在投产后就曾多次发生电抗器出口电缆头故障和发
电机联络电缆短路故障，由于大容量开关只能切除
一次故障，且熔断器价格昂贵，对于长期发生的大量
购置费用问题难以解决。
在2 500 m 高炉35 kV变电站切改至东4#总
降110 kV系统后，系统运行方式发生了改变，这对
新的系统内的短路遮断容量需要重新计算。如果短
路遮断容量小于系统内的各馈电回路断路器开断容
量，就可以针对宣钢电力系统现状在节能降耗方面
提出改进建议。
东
图1 2 500 m 高炉35 kV变电站系统
Fig． 1 35 kV transformer substation system of 2 500 m blast furnace
在1台最大功率的发电机在退出和投入东4#
总降110 kV系统两种情况下，分别对2 500 m 高炉
35 kV变电站10 kV母线负荷侧短路点(图1中的
D8、D9)，发电机出线至发电机并网柜电缆短路点
(图1中的D4点)，发电机母线短路点(图1中的
D5点)，发电机联络柜至出口电抗器短路点(图l
53
总第205期 HEBEI YEJIN
中的D3点)，发电机联络电缆短路点(图I中的Dl
点)，发电机至鼓风机站电缆短路点(图l中的D2
点)；鼓风机站10 kV母线短路点(图I中的D6
点)，在系统最大运行方式下发生三相短路，计算穿
越每条馈电线路中断路器的短路电流值。
计算参数以 =1 000 MVA， =1 15 kV为基
准值，系统总降到2 5 00 ITI 高炉3 5 kV变电站
10 kV母线侧阻抗X⋯ =4．129 7，系统阻抗如图2、
图3所示。
图2 投入发电机出口电抗器系统阻抗
Fig．2 System impedance when reactor of output terminal of electric generator put into operation
图3 退出发电机出口电抗器系统阻抗
Fig．3 System impedance when reactor of output terminal of electric generator got out of operation
各短路点阻抗值计算结果见表1。各短路点短 下，2 500 rn 高炉35 kV变电站各回路三相短路电
路电流计算结果如表2所示，在系统最大运行方式 流见表3。
表1 各短路点阻抗值计算结果
Tab．1 Calculation result of impedances of various short circuit points
短路 短路点短路 3O#(31#)穿越短路 并网开关穿越短路 系统联络穿越短路 N39／N44开关穿越短路 12#(J3#)穿越短路
点 有电抗器无电抗器有电抗器无电抗器有电抗器无电抗器有电抗器无电抗器 有电抗器 无电抗器 有电抗器无电抗器
54
河北 自金 2013年第1期
短路
点
37#穿越短路 29#穿越短路 23#穿越短路 21#穿越短路 I9#穿越短路 17#穿越短路 15#穿越短路 25#穿越短路
有电 无电 有电 无电 有电 无电 有电 无电 有电 无电 有电 无电 有电 无电 有电 无电
抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器 抗器
上述结果显示，在发电机退出串联电抗器的情
况比投入时短路电流最大多5 530 A，但均小于系统
内各馈线断路器的开断容量。
2011年发电机投入串联电抗器运行期间，发生
了2 500 m 高炉35 kV变电站10 kV母线负荷侧短
路故障，以及东4#110 kV变电站10 kV母线负荷
侧短路故障动作电流值进行整理，对其中6个发生
故障的短路点进行了理论计算。
比较计算短路电流值与采集动作电流值，由此
可看出经过理论计算的短路电流值比实际采集到动
作电流值小，比较整理结果见表4。
对2011年电力事故动作电流值和理论计算短
路电流值的比较发现，如果发电机退出串联电抗器
运行，系统短路遮断容量尚未超出各馈线负荷断路
器遮断容量。
表4 2011年事故记录与计算结果比较 A
Tab．4 Comparison of fault records and calculation of 201 1 A
4 运行效果
2012年3月，宣钢公司7#25 000 kW 发电机退
出串联电抗器，解决了因电抗器长期串联在系统中
导致发电机运行不经济的问题，避免了因电抗器线
圈发热故障引起的机组停机，消除了电抗器产生的
电压降，节省了大容量开关熔断器的备件费用支出。

网友评论 more

电力安全论文最新内容

07-26