浅析变电站10kv母线短路电流限制措施

梁志达 李为春

摘 要：随着10kv变电站母线短路容量的逐渐增大，110kv的变电站的10kv三相短路电流超过了站内运行设备的电流额定值，必须结合变电站的具体情况采取相应的限流措施。文章对变电站10kv母线短路电流的原因进行了分析，并提出了相应的限制措施，以供参考。

关键词：母线短路；短路电流；限流措施

1电流限制措施的原因分析

500kv系统随着社会发展的需要而陆续接入电网，由于系统电压等级和容量负荷的增加，系统短路电流也逐步的增大，使得变电站正在运行的设备因不适应系统的发展而发生短路，影响整个电网的正常运行。以包头地区为例，冬季需要设置500kv的网架结构，以保证供电的可靠性，而包北地区的变电站需要增加2号主变压器，新建220kv的生态铝业变电站并对部分线路进行改切，当采用高新1号、2号主变压器啊分裂运行的方式，则会发现计算得出的各个变电站的三相短路电流值有的几乎超标。因此，为保证变电站设备的安全稳定运行，应根据变电站的具体情况进行限流措施。

2限制短路电流通常采取的措施

2.1在变压器回路中装设电抗器

由于限流电抗器具有明显的电感特征，当电力系统出现短路的情况时，可以利用这一特征来限制系统的短路电流，减少短路电流对系统的冲击，又可以提高系统的残压。这就是限流电抗器的主要作用。当变压器低压回路，和电抗器进行串联，可以降低低压压测的短路电流水平，将短路的电流控制在允许的范围之内，并将断路器的额定开断容量有效降低，减少其带来的损失。据化工有限公司对相同设备的投资情况进行计算得知，所花费的金额大约为22万元，具有一定的实用性和经济性，但限流电抗器容易产生较大的电能损耗，造成变电站电能的巨大损耗。

2.2变压器分列运行

将10kv母线进行分段运行，母线短路电流只会流过1台主变压器，但和2台变压器同时运行时的电流相比较，其短路电流值则大大的降低。故在多数情况下可以在10kv侧装设轻型的电器来解决上述问题。但由于变压器的负荷相对不稳定，使得电能的损耗也比2台变压器同时运行时的损耗更大，运行的可靠性也受到一定的影响而降低。

2.3采用高阻抗变压器

为限制10kv母线短路电流，采用高阻抗变压器不仅可以降低系统短路电流的水平，还可以减少对其相邻通信线路的干扰，更可以促进断路器等其他电气设备的选型。高阻抗变压器虽然有很多的优势，但其损耗大、成本高，这也是其在使用过程中不可避免的问题。若SZ10、SZ11两种型号变压器的阻抗电压达到20%，则化工有限公司的投资额将会由原来的22万元左右增加到50万元以上，又将使投资成本大大增加。

2.4装设出线电抗器

若短路的电流过大，而其他限流措施不能解决根本问题，在此情况下，装设出线电抗器将能够解决这一问题。在10kv馈线的出线侧装设出线电抗器，能够很好的解决短路电流过大的问题，但因其接线方式不仅占据的空间较大，投资花费也极高，在一般的变电站中很少被运用。

2.5提高系统运行电压

限制短路电流最行之有效的方法就是提高系统的运行电压。当配电系统运行的电压不断提高，馈电能力将不断增强，这时短路的电流将会大大的降低。但这种方法实施之前需要做好配电网的升压实施计划，我国目前止处于该阶段的试行时期。根据己经投入运行的110kv河西变电站和110kv哈业变电站的运行情况，河西变电站和哈业变电站的布置格局己相对稳定，但安装电抗器还需要进一步的考察。考虑到变电站在建设时没有预留电抗器的位置，若直接采取变压器分列运行的方式，则变电站的运行稳定性将会遭到较大的损害，而短路电流下降的趋势也并不是十分的明显。而将变压器更换为高阻变压器或者在10kV馈线的出线侧装设出线电抗器的方法，不仅投资的成本太高，而且实施的过程较为不易，花费时间太长，影响了供电站的供电。根据变电站的特殊情况采取不同的限流措施来对变电站进行短路电流限制。

3方案的改造及實施

变电站限流方案的改造和具体的实施需要结合一定的实例来说明。文章以上述的河西变电站和哈业变电站为例来具体说明。

3.1河西变电站的改造方案及实施

河西变电站自1992年投入运行以来，目前己经拥有召河线和河西线两个电源进线，主接线主要以单母线进行分段接线，如35kv和110kv侧主接线都是由单母线进行分段接线的。据统计，35kv出线5回；10kv出线13回，其中I段出7回，II段出6回；电容器出线2回。由于河西变电站在建设时没有预留电抗器的位置，主变压器和10kV配电室之间也相隔较近，限流电抗器几乎没有“落脚点”。考虑到河西变电站的特殊情况，可以将现运行的10kV开关柜内短路开断电流为31.5kA的所有设备更换为短路开断电流为40kA的设备。这样更换以后不仅可以对短路电流起到一定的限制作用，还可以保证变电站的安全可靠运行。

3.2哈业变电站的改造方案及实施

哈业变电站在2004年就己经投入使用，在运行的十余年中，建成了一个电源进线，主接线形式为内桥接线，运行两台50000kVa的双绕组主变压器。与河西变电站同样的，其主接线形式也为单母线，利用单母线进行分段接线。2段母线各带11回出线和1个电容器出线。据现场的实际测量和严密的计算显示，在两台主变10kV侧加装两组限流电抗器后，其主接线的形式将会保持不变。根据这一结果继续推算下去。得知，当限流电抗器的电抗率的计算值达到8%时，10kV的母线短路电流将会不断下降，直至21ka。根据哈业变电站目前的设备布局，110kv的设备在变电站以东，两台主变压器位于变电站中部，10kv配电室在变电站以西，10kv侧通过硬母排连接并将其引至配电室，10kv出线全部用电缆。根据哈业变电站的这一布局，再通过现场的实际勘察和详细测量，得知主变压器到10kV配电室之间的距离适合加装限流电抗器。但由于正处于运行状态中的10kV母线桥不适应限流电抗器，需要对其进行一定的改造。其改造主要是将变压器到10kV之间的过渡距离采用硬母排为进行连接，再将软导线架空连接，将穿墙套管处用以软导线和电抗器之间进行连接即可。将原有的10kV母线的支架进行拆除，增加两组电抗器基础、支柱绝缘子基础和电流互感器基础，增加两个10kV母线支架基础即可完成母线桥的改造，成功加装限流电抗器。

4结束语

随着地区电源的不断增多，电源点的接入也越来越密集，系统短路现象将会越来越频繁，电流也将会越来越大，加装限流电抗器和更换相关设备也并非能够真止解决问题的根木。目前多数的500kV电网建设都十分落后，不具备加装限流电抗器和更换设备的条件。实施开环措施，并不断的优化电网的网架结构，结合变电站电网的具体情况，进而选择合适的限流措施。