項目名稱：動力廠總降10KV部分饋線電抗器系統節能改造設計方案TIME\@"EEEE年O月"二〇二三年二月1

存在的問題題提出1).動力廠總總降10KV饋線安裝有11臺電抗器。用用于限流電抗抗器主要作用用是當電力系系統發生短路路故障時，利利用其電感特特性，限制系系統的短路電電流，降低短短路電流對系系統的沖擊，同同時降低斷路路器選擇的額額定開斷容量量，節省投資資費用，同時時提高系統的的殘壓。但使使用限流電抗抗器后，會存存在很大的電電能損耗，系系統有大的波波動時如啟動動大容量電動動機產生大的的電壓降影響響其它設備正正常運行，使使電機調壓困困難影響系統統穩定。同時時對周圍供電電設備、建筑筑物以及通訊訊設施都會產產生較大的影影響，甚至造造成設備異常常。因電抗器器阻抗大，正正常運行時將將產生較大的的電能損耗，并并致使線路功功率因數降低低，增加電能能損失。2)當啟動大容容量電動機，10kv母線電壓降低到80％左右影響其它電機及用戶正常使用。曾經出現過兩臺給水泵同時啟動時電抗器后備保護動作跳閘的事故，嚴重影響了系統的安全穩定運行。3),當電抗抗器運行在額額定電流70％左右時，電電抗器線圈發發熱嚴重，出出現繞組過熱熱變色現象。4).電抗器長長期串聯在系系統中本身消消耗巨大無功功及有功，導導致運行不經經濟5).系統受到到大擾動時電電壓波動大，給給發電機電壓壓調節造成困困難，影響系系統穩定2

問題的解決決對策一次系統如圖其其中虛線框為為大容量高速速開斷裝置（YTSD），主要包包括RD（限流熔斷斷器）、DS（主電流導導體）和FR（限壓移能能氧化鋅電阻阻）。設備參數：主變：Se=440MVA;220//38/100.5KV；U高-中=122.94%；U高-低=21.77%；U中-低=7.8%%；限流電抗器：110-6300-10；630A;XK=10%；圖1圖110.5KV220KV主變YTSD經過我公司工程程師對現場的的測試分析,建議分饋線電電抗器采用大容量高速開斷斷裝置YTSD，YTSD是由安徽一一天電氣技術術有限公司為為了滿足電力力系統對短路路保護的需求求而開發的新新型短路保護護裝置，它可可在短路電流流上升的初始始階段，將短短路電流加以以限制(1ms之內），使其其不能以短路路電流的峰值值流向短路點點，從而達到到了保護設備備和系統的目目的，是解決短路路電流難題的的一個理想的的配電裝置。它是由一個可控控制的主電流流導體DS、高遮斷斷容量的熔斷斷器FU和高能氧化化鋅電阻FRR并聯組合而而成。在主電電路DS開斷后，電電流從FU上繼續流過過，0.5ms后熔絲熔化化，切斷電流流，FR限制FU熔斷后的殘壓壓并吸收電源源與負荷的能能量。其組成成如下圖所示示：測控單元：FRFUDS測控單元CTDL時時檢測電流和和電流變化率率，故障出現FRFUDS測控單元CTDL主電流導體DSS：正常時流過工作作電流，短路路時在0.15mms之內快速斷斷開。熔斷器FU：橋體斷開后的短短路電流轉移移到熔斷器，在0.5ms內熔斷器快速熔斷，并產生足夠的弧壓。非線性電阻FRR：熔斷器熔斷時產產生的弧壓使使其導通，吸吸收磁能，并并把開斷時的的過電壓限制制在允許的范范圍內。根據此裝置構成成原理，可以以看出：1)、氧化鋅非非線性電阻與與熔斷器并聯聯，可使開斷斷能力大大提提高，是開斷斷技術的一個個重大突破。2)、大容量快快速開斷裝置置額定電流大大，開斷能力力強，截流小小，速度快，是是發電機出口口、廠用變、勵勵磁變分支等等短路容量較較大的場所的的快速有效的的保護裝置。對對于短路容量量不同的場所所，應用YTTSD后，可可使系統免受受短路電流的的沖擊，對設設備的動穩定定性和熱穩定定性要求大大大降低，從而而節省大量資資金。3)、采用YTTSD與電抗器串串聯的限流方方案，可提高高供電可靠性性，并可帶來來巨大的經濟濟效益。如果果考慮與YTTSD并聯后后，電抗器可可只按短時沖沖擊電流設計計，從而電抗抗器造價大大大降低。3YTSD特特點額定電流大（可可做到6A），開斷能能力強（2440KA），截截流時間短。與與傳統的斷路路器開斷方式式相比具有以以下顯著特點點：1)、速動性性提高20倍以上。短短路電流在11ms以內被被截流，3mms之內衰減減到零，故障障被完全切除除。傳統的斷斷路器保護方方式最快也要要75ms，至至少為YTSSD的25倍。2)、系統永永遠達不到預預期的沖擊電電流，設備的的動穩定和熱穩定定的裕度不必必設計得過大大，可節省大大量資金。截流值僅為預期期短路沖擊電電流的1/7～1/6左右，系統統承受的電動動力大大減少少。所通過的I2tt比斷路器開開斷方式減少少了很多，甚甚至可達千倍倍以上。3)、開斷過程程中無危害性性過電壓；氧化鋅良好的非非線性特性，將將開斷過電壓壓限制在2..5倍的額定定相電壓以內內。4)、開斷容量量可以足夠大大。圖2本裝置除除采用電流幅幅值和電流變變化率雙判據據，提高設備備的可靠性之之外，在設計計上還采用冗冗余結構，由由三個完全獨獨立的、相同同的CPU分別進行計計算，以“表決方式”判斷故障的的發生，可靠靠性更高。圖21、系統大方式式下預期三相相短路電流曲曲線。2、短路電流流在FR中衰減曲線線。3、FSR的啟啟動電流值ii=ilimmit。4、峰值為×IIDZ的過電流流曲線。5、系統的實際際動作電流曲曲線的電流變變化率切線。t0：短路電流流達到動作值值時所需時間間。t1：電流截止止時間。t2：電流衰衰減到零的時時。ip:截止電流流。4、傳統的斷路路器保護方式式存在的問題題：1)、開斷的的時間長、沖沖擊電流大；；故障繼電保護動動作時間為30～40ms,斷路器固有有分閘時間為為40～80ms，燃弧時時間要10～20ms,故障切除時時間長達80～140ms。對于50HZ的電網，短短路后5～10ms之內達到到沖擊電流最最大值。早在在斷路器開斷斷之前，系統統的設備就已已經受到了3～4次大電流的的沖擊。2)、由于沖擊擊大，時間長長，使得在系系統設計時，就就要對發電機機、變壓器、互互感器、母線線、絕緣子、金金屬構架等設設備在動穩定定性和熱穩定定性方面要考考慮留用足夠夠的裕度，這這就必然要增增加很多投資資。對于廠用電率為為1％左右的廠廠用電分支或或發電機勵磁磁變分支，則則短路電流為為廠用變或勵勵磁變額定電電流的1100～1700倍，沖擊電電流達2800～4500倍。廠用變變、勵磁變受受到這樣大的的短路電流的的沖擊，必然然會發生爆炸炸。只有YTTSD才能開開斷，采用了了YTSD后，實實際沖擊電流流卻遠沒有達達到預期短路路沖擊電流，發發電機、變壓壓器、廠用變變或勵磁變得得到了快速有有效的保護。5.與電抗器并并聯是最經濟濟有效的限流流方案。有些發電廠的機機端母線上接接有容量不大大的廠用電負負荷或直配線線路,還有些變電電所接有負荷荷不大的供電電線路或所用用電負荷。按按照系統的實實際短路電流流來選擇這些些負荷斷路器器,往往很不經經濟,為此需要采采用電抗器限限制短路電流流。但串入電電抗器后,卻存在如下下問題：1)、正常運行行時在電抗器器上產生電壓壓降，而這個個電壓降隨負負荷變化，給給調節供電電電壓質量造成成困難；2）、較大電動動機啟動時，電電抗器上的電電壓降會加劇劇，將影響其其它負荷的運運行；3）、電抗器器長期串聯在在供電系統中中，將產生巨巨大的電能損損耗；4）、電抗器強強大的漏磁場場，將使周圍圍的金屬構架架、鋼筋混凝凝土產生附加加熱損耗和振振動，影響運行壽壽命。將YTTSD與電抗抗器并聯后，可可解決上述問問題，并保留留電抗器的限限制短路電流流的功能。解解決問題的方方法就上面的的問題我們推推薦解決的方方案是：在電電抗器兩端并并聯大容量高高速開斷裝置置（YTSD），這樣在在正常運行時時YTSD將電抗器短短路，大大地地減少了能耗耗和工程的投投資；在線路路短路時，YTSD快速斷開，電電抗器投入運運行，由于時時間很短，避避免了長時間間使用電抗器器帶來的難題題。從而大大大地提高了供供電質量。電抗器并聯YTTSD的參數設計計YTSD的額定定電流：Ie=1KKAYTSD的額定定電壓：Ue=100.5KV說明;系統正常常運行時電抗抗器串聯在線線路回路中，電電抗器流過的的負荷電流必必然產生電能能損耗，給企企業造成很大大的經濟損失失，現將該系系統10-6330-10%%的電抗器損損耗計算如下下：單相有功功損耗：Pk=14.344KW（查電抗器器手冊）單相無功損耗：：Qk=0.1×630×10/√3=3633.7Kvaar只計有功損耗時時：該電抗器的年耗耗電量為：W=3ΔPβ2×T(其中：ΔP=Pk=14.334KW，β=I30/Ie，T年運行時間間：取8000小時)W=3ΔP×ββ2×T=3××14.344×(0.88)2×80000=22萬KWh(按負荷率β==0.8估算)此3臺電抗器運運行每年帶來來的電費損失失為：Ｑ＝3×0.55×22=333萬元（一度度電按0.5元計費）。有功損耗、無功功損耗同時計計算：[參見變壓器器經濟效益評評價方法：國國際銅業協會會（中國）]：該電抗器的年耗耗電量為：W=3ΔP×β2×T(其中：ΔP==Pk+0.1Qk=50.77KW，β=0.8，T年運行時間間：取8000小時)。W=3ΔP×ββ2×T=3××50.7××(0.8))2×80000=77.99萬KWh按此種算法3臺臺電抗器運行行每年帶來的的電費損失為為：Ｑ＝3×0.55×77.99=116..85萬元（一度度電按0.5元計費）。綜上可見，3臺臺電抗器投入入運行，只計計算其有功損損耗，年經濟濟損失為33萬元；若有有功損耗與無無功損耗同時時計算，則年年經濟損失將將高達116.885萬元，這一