1 系统现状
海化集团6kV系统，为限制短路电流，分别在5#、6#、7#发电机出口各安装了1台限流电抗器：其中5#发电机出口的1#限流电抗器的型号为XKK-10/1500-8,6#、7#发电机出口的2#、3#限流电抗器型号为XKK-10/2500-8.其主接线图如图1所示。（红色标记位置为DDX1的安装位置）
图1 主接线图
2. 限流电抗器对系统的不利影响及技改方案
2.1 限流电抗器对系统的不利影响
（1）影响供电质量
限流电抗器仅在系统发生相间（两相或三相）短路时才起作用，一般几年遇到一次，但平时却一直串联在电路中，负荷电流流过电抗器时，在其上产生压降，使母线电压降低。当负荷电流变化时，母线电压随之变化。大容量电动机启动时，启动电流为数倍到十几倍额定电流，使母线电压降低更多，影响供电质量。按国家标准GB12325的规定，10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。但实际上母线压降低有可能超过10%，直接影响企业的用电质量。当电抗器运行在额定电流70%左右时，电抗器线圈发热严重，出现绕组过热变色现象，严重的会导致电抗器绝缘破坏甚至爆炸，影响供电。
（2）有功损耗耗费大量电能
电抗器的绕组本身具有一定的电阻，电阻值大小和导线材质、电抗器设计（因涡流影响使电流在绕组中不均匀分布，不能充分利用绕组通流截面而增加了等效电阻）等因素有关。负荷电流流过电抗器时，绕组发热，相当于一个大的电炉，耗费大量电能。厂家产品样本标注其有功损耗约占电抗器容量的1%，但实际产品的损耗可达2%或更大。
以2#、3#限流电抗器为例：电抗器型号为XKK-10/2500-8，三相容量Q =3IH2Z≈3468.75kVar，按有功损耗△Q=104.06kW、年运行时间8000小时，电费0.5元/ kWh计算，电抗器每台每年损失电能W =104.06kW×8000小时×0.5元/kWh=41.62万元。
进行同样计算，1#电抗器每台年损失电能24.94万元；
3台电抗器每年共损失电能41.62×2+24.94=108.18万元。
（3）无功损耗影响功率因数和送出负荷
电抗器的电感串联在电路中，负荷电流通过电抗器时除发热外还产生电感压降，降低了系统的功率因数（Cosφ）；
发电机在无电抗器时，在2500A额定电流下，可带21.8MW有功负荷；在串电抗器之后，同样在2500A额定电流下，无功增加，有功减少，母线实际送出的有功功率减少了，一台电抗器每年因使发电机少带有功负荷给造成损失计算如下：
加电抗器后，每相电抗器的电感压降△U=0.185Ω×2500A=462.5V（按线电压为
×462.5=801.05V）；电抗器后母线电压为
=6.25kV,母线电压降低0.05kV；因加电抗器使实际送出负荷减少×0.05×2500×0.8=173.2kW；
设发电机年满负荷运行率为70%，一台电抗器每年造成的少送出负荷损失为0.7×173.2×8000×0.5=48.49万元
对1#电抗器进行同样计算，一台电抗器每年造成的少送出负荷损失为29.09万元。
则3台电抗器每年共少送出负荷损失为48.49×2+29.09=126.07万元。
（4）产生强电磁场污染
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，升高了电抗器室内的环境温度、并增加有功损耗。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。
2.2 电抗器技改方案
为节能减排、提高供电质量、消除限流电抗器的负面影响，同时又不影响其在出现短路故障情况下正常发挥限流作用，可在电抗器上并接一个超高速开关——DDX1短路电流限流开断器。接线示意图如图2所示。
图2 用DDX1旁路限流电抗器接线图
在正常运行情况下，DDX1将限流电抗器XKK旁路，全部负荷电流流过DDX1，使XKK不起作用，从而消除其多方面的负面作用；但当发生短路时，作为超高速开关，DDX1在短路电流远未上升到峰值之前高速开断，将电抗器XKK瞬间接入，使之发挥限制短路电流作用。从而，既消除了限流电抗器XKK的缺点，又使其能够发挥正常限流作用。
3. DDX1短路电流限流开断器简介
DDX1短路电流限流开断器是陕西蓝河电气工程有限公司依据自主专利技术共同奉献的快速开断短路电流的新设备，是在总结国内外同类产品运行成功经验和不足的基础上的升级换代产品，其技术性能、工作稳定性和可靠性有大幅度提升，通过了国家高压电器质量监督检验中心的型式试验，取得良好运行实绩，获得用户好评。
产品特点
（1）高速开断：可在1～3ms以内开断短路电流、开断速度比断路器快约20倍以上。
（2）限流开断：可将7.2～40.5kV系统短路电流幅值限制到预期值的15%～50%。
（3）开断能力强：额定预期短路开断电流可达80～100kA ,而且目前通用断路器的额定短路开断电流只能达到31.5～50 kA 。
（4）可靠性高：电子控制器采用双核并行系统，通过双判据点火和多参量闭锁，使之具有极高的工作可靠性。除通过各项EMC（电磁兼容）试验外，所有产品在出厂时进行更严格的强电磁干扰试验、高温试验及触发动作试验，是具有高信赖性的产品。
（5）断路器联动与动作信号远传：产品提供辅助干接点和通讯接口，防止非全相运行；有就地动作指示和动作信号远传，特种限流熔断器还有自身熔断指示。
（6）便于运行和维护：产品运行维护简单，设备、备件更换方便。
（7）安装使用灵活：安装方位和方向不受限制，可独立用于户内或户外，也可以和集成在开关柜体内使用。
（8）性价比高：作为发电系统灾难性短路事故的保护，具有极高的性能价格比。
每相本体部分由快速隔离器、特种高压限流熔断器、高压侧电子控制器、高压隔离变压器、支柱绝缘子和槽钢底座等部件构成，如图3所示。
（a）产品本体部分结构简图 （b）原理接线图
图3 单相产品外观及原理接线图
1---快速隔离器 2---特种高压限流熔断器 3---高压侧电子控制器
4---高压隔离变压器 5---支撑绝缘子 6---主回路铜排
7---底座 8---低压侧控制器接口 9---低压信号控制箱
开断短路电流波形如图4所示。i1为预期短路电流波形，i2为DDX1动作后短路电流波形。实际出现的短路电流的峰值Ic在第一个半波被限制到预期短路电流峰值的（15～50）%，i2的持续时间仅约3ms。在其和电抗器并联情况下，当短路电流开始下降（约1.5ms）时，电抗器开始投入，发挥限流作用，最终的短路电流由电抗器决定。
图4 DDX1限流开断器开断时序示意图
4. 技改效益
（1） 提高供电质量
给电抗器上并接短路电流限流开断器（超高速开关）后，正常运行情况下，电抗器被短路不起作用，电抗器上的压降和母线电压波动消除了，母线电压稳定、供电质量提高。
（2）消除电抗器有功损耗
如前所示，给电抗器上并接短路电流限流开断器后，可消除电抗器的有功损耗，每年给企业创造108.18万元的效益。
（3）消除电抗器无功损耗
如前所示，给电抗器上并接短路电流限流开断器后，电抗器的电感和无功损耗被消除，功率因数（Cosφ）提高，不再影响送出负荷，增加了送电量，每年可为企业增加效益173.2万元。
（4）消除有功和无功损耗的总效益
3台电抗器每年消除有功和无功损耗的总效益约为108.18+173.2=281.38万元。为一次投资，常年受益。符合国家节能减排、低碳环保的国策。
（5）消除电磁场污染及对周围设备的干扰
消除了电抗器磁场及噪声对运行人员和周围设备的干扰，消除由其引起的附属设备的涡流发热和二次设备放电打火等异常现象，满足国家有关电磁场干扰的强制标准。
