摘要：在火力发电厂设计中，常在发电机电压母线进出线回路上加装限流电抗器以限制短路电流，以便于选用轻型断路器并且使选用的厂用电缆截面不至过大。本文选取“比什凯克热电站改造项目”6kV工作段备用电源回路上的限流电抗器为对象，在布置条件十分局限情况下，对电抗器几种布置方式进行比较分析，选取最优的布置方案。
关键词：限流电抗器；空间狭小；地震烈度8度；垂直布置
1 工程背景
在拆除旧机组的场地上新建2×150MW抽汽凝汽式汽轮发电机组。新建电厂6kV高压备用电源需由老厂6kV配电装置提供。当该备用电源直接投运时，若该回路发生短路，其短路电流有效值经计算可达49.63kA，这不仅远大于老厂6kV配电装置断路器额定开断能力（25KA），也将直接导致新建电厂6KV厂用断路器选型困难。为此须在6kV备用回路上串联限流电抗器，以便选取经济可靠、适用的断路器。
2 限流电抗器选型
经综合考虑，电抗器最终选取“XKDGKL-6-2000”干式空心限流电抗器，其额定参数为：额定电压为6kV，额定电流为2000A，额定阻抗为Uk=8%。经计算，在串接限流电抗器后，新建6kV 母线侧三相短路周期分量有效值最大为29.31KA，选用额定开断能力为40KA的国产6kV真空断路器是完全能满足安全运行要求。
3 限流电抗器布置
3.1布置条件
现场能提供电抗器安装空间十分有限，其布置条件见图1。电抗器对外连接方式：一侧端子与老厂#1（2）发电机6kV进线穿墙套管连接；另一侧端子与6kV电缆连接，该电缆可通过现有电缆沟引至新机组6kV工作段。
图1限流电抗器的布置条件
从图1可以看出：距6KV配电楼下方约3m处电缆沟、约5.2m处的架空管道及右边突出的房子均是制约电抗器布置的因素。经与业主核实上述电缆沟、架空管道及右边房子均仍属于电厂目前正常运行的范畴，不能拆除，因此实际能利用的空间便被限制在长约20米且不能超越右侧房子，宽约3.05米的范围。整个6kV配电装置非检修期间是不允许停电的，这也增加了电抗器改造安装的复杂性和风险性。
3.2布置方式选取
电抗器常规布置方式：1）三相水平，“一”字形或“品”字形布置；2）垂直布置。各布置方式及空间要求见图2～4所示，其中D为所选电抗器本体外径。
图2 “一”字形布置示意 图3“品”字形布置示意图 图4 垂直布置示意图
本工程所选用的电抗器本体外径D尺寸为1365mm。
a）若选择水平“品”字形布置，则单组电抗器所需的最小水平空间为：
长：1.1D+1.7D+1.1D=3.9D=3.9x1365=5323.5mm
宽：1.17D+1.47D+1.1D=3.74D=3.74x1365=5105.1mm
由于宽5105.5mm>3050mm，所以该布置方式不可取。
b）若选择水平“一”字形布置，则单组电抗器所需的最小水平空间为：
长：1.1D+1.7D+1.7D+1.1D=5.6D=5.6x1365=7644mm
宽：1.1D+1.1D=2.2D=2.2x1365=3000.3mm
则两组电抗器水平一排布置，其长：7644x2=15288mm<20000mm、宽：3000.3mm< 3050mm，理论上空间满足要求，但此时2#电抗器B相中心距周围建筑物最小距离为1.7D+1.1D=2.8D=2.8x1365=3822mm≈3900mm，考虑到实际现场测量及施工安装误差，该布置实施时极有可能会出现“电气安全距离不够”的风险。同时此布置要求电抗器的相间距为1.7D=2320.5mm，而与之对接的6kV进线穿墙套管相间距仅为1000mm，两者之间水平间距相差较大，且电抗器接线端子离地高度约1600mm与穿墙套管离地高度3500mm存在较大高差，这会导致设备端子连接不方便。综上所述，该布置方式不可取。
c）若选择垂直布置，则单组电抗器所需的最小水平空间为：
长（宽）均为：1.1D=1.1x1365=1501.5mm<3050mm，完全满足空间要求。
因此，选取垂直布置就不存在空间狭小问题。其次，电抗器垂直布置后其A.B.C三相接线端子离地高度分别达到~1600mm、~2500mm、~3500mm，与离地3500mm高6kV进线穿墙套管连接，相对水平“一”字布置，其施工安装会更加便利。
按常规设计，一般地震烈度在Ⅵ度及以上地区，干式空心电抗器应采用低式安装方式。本工程地震烈度为8度，不宜采用垂直布置。但从现场安装条件上考虑，垂直布置最为合理。为此，我们与电抗器厂家进行充分沟通，厂家通过加强电抗器内部结构支撑及精准的抗震能力模拟计算，最终提供了在地震烈度8度区三相垂直布置能安全运行的电抗器，所以本工程电抗器的布置方式最终确定为垂直布置。
3.3 电抗器的布置
两组电抗器最终的布置图如下：
电抗器安装完毕后，于2017年10月通过业主验收，目前已安全运行一年多，运行情况良好。
4 结束语
随着我国“一带一路”的战略发展，我们会涉及到越来越多的海外工程，难免会遇到类似的非常规设计。面对困难，只要我们提前做好充足的技术方案准备，与业主方、设备厂进行积极有效地沟通，在保证不影响各电气设备安全运行的前提下，即使采取一些非常规设计往往也能满足工程实际需求。
参考文献：
[1]《电力工程电气设计手册》－电气一次部分
[2]《导体和电器选择设计技术规定》 DL/T 5222-2005
论文作者:蔡阳1,周月2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
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