1 简况
（1）开泰实业公司的发供电系统的一次接线图如图1所示。有两台35/6kV主变压器，4台6kV发电机，6kV系统共有8段母线。在各台发电机和主变之间共接有7台限流电抗器，用以限制联网运行情况下的短路电流，保证系统安全运行。
图1 一次系统图
（2）限流电抗器的问题
图1中有7台限流电抗器，每台电抗器仅在数年发生一次的短路情况下起约0.1秒钟的限制短路电流的作用，但平时却一直接在电路之中，持续产生以下负面效应：
① 产生巨大的有功和无功损耗，直接影响企业经济效益；
② 增加母线电压波动、影响供电质量；
③ 对人员和设备产生电磁场污染，可引起附属设备的涡流发热和二次设备放电打火等异常现象或附加事故。
（3）改进措施
如图2所示，给限流电抗器XK上并联DDX1短路电流限制器。正常运行情况下，电抗器的阻抗为几百mΩ，而DDX1短路电流限制器回路相当于一个短路铜排，阻抗仅约20μΩ，电抗器阻抗是DDX1的阻抗的1万余倍，负荷电流几乎全部从DDX1流过,电抗器被短接，不起作用。从而，在正常运行时，就消除了电抗器的所有的负面作用,成为“无损耗限流装置”。可提高供电质量，减小电压波动，还可消除电抗器的巨大的有功和无功损耗，节能减排，为企业赢得高额的经济效益。在发生短路的情况下，在短路电流开始上升的瞬间，DDX1超高速开断，将电抗器XK瞬间投入,发挥其限制短路电流的作用，从而取得一石二鸟之功。
图2 原理接线图
2 以联络Ⅳ线电抗器为例所计算的技改效益
2.1 节能效益
以联络Ⅳ线电抗器加装DDXK1为例,技改效益如下：
（1) 消除电抗器的有功损耗
以图1中4#发电机通过联络Ⅳ线给6kV乙段母线供电为例：
联络Ⅳ线电抗器型号为XKSGKL-6-2500-15%，额定电压6kV，额定电流2500A，电抗率为15％，
阻抗Z=(Uφ/IH)×15%≈0.208Ω，
三相容量Q =3IH2Z≈3900kVA，
有功损耗约为2.5%Q≈97.5kW。
电抗器每年满负荷运行时损失电能W1=(97.5×365×24)kWh≈85.4万 kWh。
设电抗器负荷系数为为70%：则电抗器每年时损失电能59.8万 kWh。
电抗器每年有功损失按销售电价0.5元/ kWh计算合人民币约¥30万元。用DDXK1旁路该电抗器，则每年可为公司节约30万元的电费。
（2) 消除电抗器的无功损耗
设4#发电机通过联络Ⅳ线带2000A负荷,若没有限流电抗器，负荷的功率因数为1.0，则发电机带有功负荷21825kW, 但加限流电抗器后,电抗器输出端电压降低，电抗器后实带有功负荷减小为P=
=
≈21681.8kW，即由于限流电抗器的存在，使发电机实带有功负荷减少△P=S-P=143.2kVW。即由于电抗器的存在使4#发电机每年少向乙段母线送电量ΔW =(143.2×365×24)kWh=125.4万 kWh。按销售电价0.5元/ kWh计算，则每年因电抗器无功带来的少送电损失合人民币62.7万元。
（3）联络Ⅳ线电抗器技改总效益
综上所述，用DDX1旁路联络Ⅳ线电抗器的节能总效益为：每年可节电（有功损耗）约60万 kWh，合人民币30万元；可消除无功、增加发电机输出125万kWh，为企业增加收入62.7万元。即企业每年总经济效益约为93万元，长期受益。
以上所节约的60万 kWh有功电量相当于发电厂节约标准煤180吨，相当于减少CO2 排放618吨。企业可将此CO2减排指标拿到碳交易所出售，为企业另外增加一笔收入。
2.2 技术效益
（1）减小母线电压波动
电抗器对母线电压质量有影响，在大容量电动机启动时，电抗器压降大，母线电压波动可达5%以上，致使电压质量指标达不到标准要求。用DDX1旁路限流电抗器后，由电抗器引起的电压波动消除了、电压质量提高，得以达到国标所规定的供电指标。
（2）消除电磁场污染及对周围设备的干扰
限流电抗器在运行中会产生高幅值的工频磁场，可引起附近二次仪表打火及附加发热。用DDX1旁路电抗器后，可消除电抗器的电磁场污染，及对二次仪表的干扰，有利于环保和人体健康。
3. 全厂的技改效益
3.1 经济效益
对全厂的7台限流电抗器全部采取并联DDX1短路电流限制器的措施，则总技改效益如表1所示。
表1 用DDX1旁路限流电抗器的技改效益
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消除有功损耗效益 |
消除无功损耗效益 万元/年 |
总经济效益 万元/年 |
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减少电能 损失 万kWh |
少烧 标准煤 t |
减排CO2 t |
经济效益 万元 万元/年 |
|||
|
联络Ⅰ线电抗器 |
13.7 |
41.1 |
141.6 |
6.9 |
7.8 |
14.7 |
|
联络Ⅱ线电抗器 |
13.7 |
41.1 |
141.6 |
6.9 |
7.8 |
14.7 |
|
联络Ⅳ线电抗器 |
59.8 |
179.4 |
618.0 |
30.0 |
62.7 |
92.7 |
|
热电母联电抗器 |
47.8 |
143.4 |
494.0 |
23.9 |
50.2 |
74.1 |
|
1#电抗器 |
13.7 |
41.1 |
141.6 |
6.9 |
7.8 |
14.7 |
|
2#电抗器 |
13.7 |
41.1 |
141.6 |
6.9 |
7.8 |
14.7 |
|
一次变母联电抗器 |
47.8 |
143.4 |
494.0 |
23.9 |
50.2 |
74.1 |
|
7台合计 |
210.2 |
630.6 |
2172.4 |
105.4 |
194.3 |
299.7 |
由表可见，每年因消除电抗器的有功损耗的节电效益为105.4万元，因消除电抗器的无功损耗而增加的供电效益为194.3万元，每年的总技改效益约为300万元。
3.2 其它技术经济效益
（1）减少电压波动提高供电质量
电抗器对母线电压质量有影响，如上所述，额定状态下，会使母线电压降低约1％，在大容量电动机启动时，则电压降落达更大，母线电压波动可达5%以上，致使电压质量指标达不到标准要求。用高速开关旁路限流电抗器后，由电抗器引起的电压波动消除了、电压质量提高，得以达到国标所规定的供电指标。
（2）消除电磁场污染及对周围设备的干扰
限流电抗器在运行中会产生高幅值的工频磁场，可引起附近二次仪表打火，在临近构成闭合磁路的钢筋混泥土的钢筋中感应涡流，使钢结构常年发热，混凝土变酥，并升高了电抗器室内的温度。同时，工频磁场对运行人员造成电磁场环境污染，不利于环保和人体健康。
用DDX1短路电流限制器旁路电抗器后，可消除电抗器的电磁场污染，电抗器本身不会发热，电抗器附近的钢构件也不会发热，有利于环保和人体健康。
