隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增大，電網(wǎng)間的電氣聯(lián)系日趨緊密，電網(wǎng)的短路的電流水平也迅速提高，華東電網(wǎng)有些5⑴kV變電站短路電流已接近或超過斷路器的開斷容量，迫切需要限制電網(wǎng)的短路電流水平。

　　限制短路電流的措施有：發(fā)展高一級(jí)電網(wǎng)，低壓電網(wǎng)分片或?qū)⒛妇€分列、分段運(yùn)行，甚至將電網(wǎng)解列；采用高阻抗變壓器；更換斷路器，對(duì)現(xiàn)有變電站增容改造；采用串聯(lián)電抗器。根據(jù)華東電網(wǎng)的實(shí)際情況和各種措施的費(fèi)用及效果，在電網(wǎng)的合適地點(diǎn)安裝串聯(lián)電抗器是較為現(xiàn)實(shí)的措施。限制短路電流的益處是多方面的：直接減輕斷路器的開斷負(fù)擔(dān)，有助于減少維修并延長(zhǎng)壽命；限制流過重要電氣設(shè)備的短路電流，避免設(shè)備損壞；減少線路電壓損耗和發(fā)電機(jī)失步概率；減少故障時(shí)超高壓輸電網(wǎng)附近的電磁污染。1串聯(lián)電抗器的工作原理1.1串聯(lián)電抗器的接線方式在系統(tǒng)中串聯(lián)電抗器主要有2種接線方式：母線聯(lián)絡(luò)方式和線路端接入方式，如。

　　串聯(lián)電抗器在系統(tǒng)中的2種連接方式在現(xiàn)有變電站母線可分段的情況下，可采用母線聯(lián)絡(luò)方式；否則，可采用線路端接入方式。

　　1.2不可控串聯(lián)電抗器裝設(shè)不可控串聯(lián)電抗器是傳統(tǒng)的限制短路電流的措施。優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式簡(jiǎn)單、安全可靠。缺點(diǎn)是增加無功損耗及有功損耗，有時(shí)會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并需對(duì)現(xiàn)有線路上的距離保護(hù)方案進(jìn)行修改。

　　1.3可控串聯(lián)電抗器隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、新材料等的發(fā)展，出現(xiàn)了可控串聯(lián)電抗器，它在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響很小，而在系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)又能快速限制短路電流。按工作原理不同，分為串聯(lián)諧振型和并聯(lián)諧振型2類，如。正常工作時(shí)導(dǎo)通控制器件關(guān)斷，L/C諧振，阻抗為零，短路故障時(shí)導(dǎo)通控制器件快速導(dǎo)通，電路諧振狀態(tài)改變，呈現(xiàn)出很大的阻抗，從而限制短路電流。

　　缺點(diǎn)串個(gè)器件驅(qū)容AT的同I控控制的靈活性較差，功能單制技術(shù)較復(fù)雜，價(jià)格較高可控串聯(lián)電抗器的優(yōu)點(diǎn)是：無需修改現(xiàn)有保護(hù)方案；對(duì)潮流和穩(wěn)定基本無影響；可分相運(yùn)行；可按多重故障設(shè)計(jì)；基于FACTS的可控串聯(lián)電抗器還有動(dòng)態(tài)附加功能，可減輕次同步諧振和阻尼振蕩。缺點(diǎn)是投資大，需占用較大場(chǎng)地，控制器件的容量和可罪性有待提高。雖然它在超高壓輸電網(wǎng)中尚無應(yīng)用實(shí)例，但它代表了故障限流器的發(fā)展方向。

　　2超高壓輸電網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例對(duì)超高壓輸電網(wǎng)中應(yīng)用串聯(lián)電抗器限制短路電流的工程實(shí)例或解決方案的國(guó)外調(diào)研，對(duì)華東電網(wǎng)具有借鑒作用。

　　kV系統(tǒng)中應(yīng)用MOGI變電站系統(tǒng)單線圖該電抗器為空心干式，單線圈，由Trench公司制造，基本參數(shù)為：系統(tǒng)電壓345kV、額定電流2100A、額定阻抗9汰熱穩(wěn)定電流25kAA、動(dòng)穩(wěn)定電流63kA、基本沖擊耐受水平1 300kV、有功損耗200kW、電壓降落19kV、重量13t. kV系統(tǒng)中應(yīng)用2001年，美國(guó)紐約電網(wǎng)的聯(lián)合愛迪生系統(tǒng)接入新的發(fā)電機(jī)組，使得345kV系統(tǒng)的短路電流達(dá)到71kA，超過了現(xiàn)有斷路器的容量（40kA或63kA）根據(jù)該系統(tǒng)的《故障電流管理計(jì)劃》，在345kV系統(tǒng)中的M51/52和71/72線路上安裝2%的330kV系統(tǒng)中應(yīng)用3澳大利亞MetioGd項(xiàng)目是為確保悉尼南部及周圍地區(qū)100萬人的電力供應(yīng)而建設(shè)，它通過27km電纜線路將330kV的電力從SydneySouth變電站送往Haymarket地下變電站。項(xiàng)目完成后將確保悉尼在用電高峰期的可靠供電。在Sydney South變電站裝設(shè)有1臺(tái)串聯(lián)電抗器，2004年3月完成交接。安裝電抗器后，可確保MetroGrid項(xiàng)目和Haymarket變電站在多種系統(tǒng)狀況下的高效率和安全運(yùn)行。該串聯(lián)電抗器在系統(tǒng)故障時(shí)抑制短路電流，在系統(tǒng)正常時(shí)控制電纜中的潮流。

　　該電抗器為油浸式，由ABB的瑞典Ludvika工廠制造?；緟?shù)為：系統(tǒng)電壓330kV，安裝高度10m，重量180t，價(jià)格150萬美元。它是ABB制造的比較大的串聯(lián)電抗器。

　　2.5Siemens可控串抗方案4 SCCL在系統(tǒng)正常時(shí)零阻抗運(yùn)行，一旦短路則可在幾ms內(nèi)轉(zhuǎn)換到電抗器的阻抗值，快速限制短路電流。SCCL無需修改現(xiàn)有保護(hù)方案，對(duì)穩(wěn)定SCCL模型圖和潮流無影響，并可通過附加控制功能來緩解次同步諧振和阻尼功率振蕩。它代表了超高壓系統(tǒng)中故障電流限制器的先進(jìn)水平。

　　SCCL在世界上尚無應(yīng)用實(shí)例，但它的組成部分TPSC已經(jīng)在美國(guó)南加州500kVVincent變電所運(yùn)行。TPSC中的大功率可控硅的耐受峰值電流和耐受時(shí)間需按實(shí)際選擇現(xiàn)已有耐受110kA峰值電流的能力。

　　3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及指導(dǎo)意見國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)意見對(duì)華東電網(wǎng)應(yīng)用串聯(lián)電抗器限制短路電流具有借鑒意義。

　　1996年12月，美國(guó)電子與電氣工程師協(xié)會(huì)（IEEE）通過了標(biāo)準(zhǔn)C57. 16-1996即《限流電抗器需求、術(shù)語和試驗(yàn)規(guī)范》，規(guī)定了輸配電系統(tǒng)中用于穩(wěn)態(tài)潮流控制和短路電流限制的干式空心單相和三相戶內(nèi)、戶外串聯(lián)電抗器的應(yīng)用范圍、需求、額定值、試驗(yàn)、建造等內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)于1997年5月被美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）確認(rèn)為美國(guó)國(guó)家標(biāo)16〈干式空心串聯(lián)電抗器需求、術(shù)語和試驗(yàn)規(guī)范>.美國(guó)PJM電網(wǎng)關(guān)于安裝串聯(lián)電抗器的指導(dǎo)意見5的要點(diǎn)如下：安裝電抗器前后，相關(guān)設(shè)備（如發(fā)電機(jī)）負(fù)荷和潮流不能超標(biāo)。

　　電網(wǎng)的無功供求平衡不能因安裝電抗器而顯著降低。在必要時(shí)，必須安裝無功電源，以維持現(xiàn)有電網(wǎng)的無功平衡和可接受的電壓波動(dòng)。

　　活性。典型的中等負(fù)荷水平，應(yīng)不影響電網(wǎng)的日常運(yùn)行和設(shè)備檢修的靈活性。

　　有負(fù)荷水平下的穩(wěn)定性。

　　V）必須安裝旁路開關(guān)設(shè)備，以便在不再需要電抗器時(shí)，輸電系統(tǒng)能恢復(fù)到其正常配置。

　　4串聯(lián)電抗器的生產(chǎn)水平調(diào)研國(guó)外專門應(yīng)用串聯(lián)電抗器限制超高壓電網(wǎng)短路電流的實(shí)例相對(duì)較少，大部分是主要考慮控制潮流同時(shí)兼顧限制短路電流。國(guó)內(nèi)超高壓電網(wǎng)還未見應(yīng)用串聯(lián)電抗器限制短路電流的實(shí)例。但串聯(lián)限流電抗器的生產(chǎn)水平已達(dá)到很高的程度。比較新資料表明，電抗器廠商Trench公司已經(jīng)能生產(chǎn)額定電壓為765kV的串聯(lián)限流電抗器，其基本雷電沖擊耐壓水平達(dá)2100kV，單線圈的比較大容量已能做到300MVA.完全可以滿足限制超高壓電網(wǎng)短路電流的要求。

　　5安裝串聯(lián)電抗器分析華東500kV電網(wǎng)形成初期建設(shè)的黃渡、南橋和斗山3站均按50kA設(shè)計(jì)，其500kV斷路器情況調(diào)研見表2.表2500kV斷路器開斷容量及臺(tái)數(shù)開斷容量黃渡站南橋站斗山站9臺(tái)8臺(tái)6臺(tái)5臺(tái)10臺(tái)以上3站目前短路容量均在50kA左右，根據(jù)華東電網(wǎng)2004~2010年的短路電流分析，其短路電流均將在近期超過斷路器開斷容量，需對(duì)限制短路電流的措施進(jìn)行研究。

　　通過系統(tǒng)仿真計(jì)算對(duì)華東電網(wǎng)中不同地點(diǎn)安裝串聯(lián)電抗器的效果進(jìn)行了分析結(jié)果表明：抑制發(fā)電機(jī)，特別是對(duì)于通過短距離接入系統(tǒng)樞紐變的發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)，在系統(tǒng)故障時(shí)向系統(tǒng)提供的短路電流，應(yīng)優(yōu)先采取提高升壓變短路阻抗的措施。

　　在電網(wǎng)的關(guān)鍵地點(diǎn)安裝串聯(lián)電抗器，可以有效地抑制系統(tǒng)的短路電流。根據(jù)華東電網(wǎng)中長(zhǎng)期規(guī)劃，安裝地點(diǎn)可選擇斗南線、泗南線或泗涇分母間。

　　根據(jù)華東電網(wǎng)實(shí)際情況，特別是黃渡、南橋、斗山3站潮流情況，初步估算了串聯(lián)電抗器的參數(shù)：額定電壓525kV或550kV，額定阻抗25 ~30n，額定電流2500A~3000A，額定短時(shí)電流10kA~20kA.可米用空心干式或油浸式，主絕緣需采用全絕緣，縱絕緣的設(shè)計(jì)和變壓器類似，為防止雷電波侵害，需加強(qiáng)電抗器兩端的匝間絕緣并在電抗器兩端配備避雷器加以保護(hù)。考慮到黃渡、南橋、泗涇各站之間500kV線路較短，安裝串聯(lián)電抗器后，操作過電壓不會(huì)嚴(yán)重惡化。

　　6結(jié)論采用串聯(lián)電抗器限制超高壓輸電網(wǎng)的短路電流在國(guó)外已有成功應(yīng)用。串聯(lián)電抗器具有限制短路電流和控制潮流的雙重作用。不可控串聯(lián)電抗器技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，可控串抗受到技術(shù)制約還未能在超高壓電網(wǎng)中應(yīng)用，但卻是今后的發(fā)展方向。

　　目前串聯(lián)電抗器的生產(chǎn)水平已能滿足500kV輸電網(wǎng)限制短路電流的實(shí)用要求。其中Trench公司已能生產(chǎn)額定電壓765kV的串聯(lián)限流電抗器。

　　國(guó)外關(guān)于應(yīng)用串聯(lián)電抗器的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)意見對(duì)華東電網(wǎng)應(yīng)用串聯(lián)電抗器限制短路電流具有價(jià)值。

　　華東電網(wǎng)的黃渡、南橋、斗山3站的短路電流水平為50kA，均將在近期超過斷路器開斷容量。在合適地點(diǎn)安裝串聯(lián)電抗器可以有效地限制系統(tǒng)的短路電流。