短路电流限制技术的原理
电力系统采用短路电流组合限制技术的探讨
分量 ） ２ （ １ １ ｘ ． ｓ １ ６ １ Ａ Ｓ 。 ，Ｉ ５ ｘ ０） ００ ＝ ． ｘ ０（ ） Ｆ ６ ５
发 挥其 作用 。负荷 开关 负责 开断正 常 的负荷 电流和 过载 电流 ．短 路 电流 的 开断 由 限流熔 断 器完 成 ． 氧 化锌 非 线 性 电阻 的 作 用是 限制 熔 断 器 开 断 时 的 过 电压 ．并 且 在熔 断器 动 作后 将 电流转 移 到 自身 中 ． 吸 收线路 中 的磁场 能量 ． 灭电 弧 消
１ ５ ０．ｋＶ；
主变 压器 Ｔ 额 定 容量 ：ｅ ７ ＭＶ ｌ Ｓ ＝ ５ Ａ：
维普资讯
生
３ 熔 断 器 的“ 流一 时 问 特 性 曲线 ” ） 电 上端 虚 线
部分 为不 熔化 电流 ． 虚线 与 实线 的交 点 Ａ为熔 断 器
ｊｕ ｉ ｓ ｈ
厂用 变压 器 Ｔ ２额 定 容量 ：ｅ ６ ０ Ｖ Ｓ ＝ ３ ｋ Ａ：
厂用变 Ｔ ２高 压侧 的 预 期 短 路 电 流有 效 值 为 ：
Ｉ＝ ｋ Ｋ ５ｌ Ａ；
限流 熔 断 器 额 定 电流 与 变 压器 的额 定 电 流必
动 化程 度 的提 高 ． 要 求 电站 运行 具有 更 高 的可 靠 也
本 文推 荐 一 种新 型 的短 路 电流 组 合 限 制技 术 ．
使 其 在短路 瞬 间就 能 够 发现故 障 ． 且在 短 路 电流 并
未 达 到预 期最 大 值时 就 能够切 断 短路 电 流 ． 避免 被 保 护 设 备 及 开 关 电 器本 身 承 受 极 大 的热 冲击 和 电
维普资讯
生
ｊｕ ｉ ｓ ｈ
电力 系统 采用 短 路 电流 组合 限制 技术 的探讨
(供配电技术)4-8短路电流的热效应和力效应
短路电流的力效应主要表现在对 导体和设备的机械作用，如拉伸 、压缩、弯曲等。
力效应的影响因素
01
02
03
短路电流的大小
短路电流越大，产生的电 磁力就越大。
导体的长度和形状
导体的长度和形状会影响 电流的分布和产生的磁场 强度，从而影响电磁力的 大小。
设备的放置位置
设备距离短路点的远近也 会影响其受到的电磁力的 大小。
04
短路电流的预防与处理
预防措施
定期检查供配电设备
01
对供配电设备进行定期检查，确保设备正常运行，及时发现并
处理潜在故障。
安装保护装置
02
在供配电系统中安装短路保护装置，如熔断器和断路器，以便
在短路发生时及时切断电流。
规范操作规程
03
制定并执行严格的供配电操作规程，确保操作人员按照规定进
行操作，避免人为失误导致短路。
力效应的防护措施
加强设备支撑和固定
通过加强设备支撑和固定，可以减少短路电流产生的电磁力对设备 的影响。
优化导体设计
通过优化导体设计，如改变导体的长度、形状等，可以减小电流的 分布和产生的磁场强度，从而减小电磁力。
增加保护装置
在供配电系统中增加保护装置，如继电器、断路器等，可以在发生短 路时及时切断电路，减小短路电流对设备和线路的损坏。
人身伤害
短路电流可能导致人员触电，造成严重的人身伤害甚至死亡。
02
短路电流的热效应
热效应的产生
当电流流过导体时，由于电阻的存在，会产生热 量，使得导体温度升高。
当发生短路时，电流迅速增大，在极短的时间内 产生大量的热量，使得导体的温度急剧升高。
短路时，电流会在导体中产生很大的热量，使得 导体发热甚至熔化，引起火灾等安全事故。
短路电流限制技术的研究[论文]
![短路电流限制技术的研究[论文]](https://img.taocdn.com/s3/m/f84997a90029bd64783e2ca2.png)
短路电流限制技术的研究摘要随着我国电网规模的日益扩大，电力系统短路电流水平不断提高，给系统的安全、稳定和可靠性带来严重隐患。
文章介绍了短路限流技术的现状，分析了常用限流方法的优缺点，并进一步提出了零损耗深度限流装置，对其原理和优势进行了分析。
关键词短路限流零损耗快速开关中图分类号：tm713 文献标识码：a随着电网的不断发展，电压等级越来越高，机组单机容量越来越大，网架越来越坚强，导致短路电流带来的问题越来越突出。
为降低短路电流，中外研究机构经过几十年的研究和探索，研究出多种限流装置和限流方法，虽然在各个电压等级上得到了一定的应用，但因技术上还存在不同程度的缺陷，不能普及推行。
1 短路电流限制方法1.1 高阻抗变压器和串联电抗器优点是限制效果好、响应快、技术成熟，不论是使用高阻抗变压器或是串联电抗器的原理都是一样的，通过增加阻抗减少短路电流；缺点是由于在运行中相当于在线路中串入阻抗，损耗高，以一台90mva变压器35kv侧加装5%电抗器为例：变压器负载按65%计算，每年损耗390万度电。
由于负荷电流会在串抗上产生压降，输出电压会随着负荷的变化而波动，使电压合格率降低。
高阻抗变压器的制造成本高，比普通变压器成本高出15%左右。
1.2 串补型限流技术原理是在线路上串联电抗器和电容器，并使感抗和容抗相等，当发生短路时，快速短路电容器，使线路中增加出一个电抗，从而限制了短路电流。
优点是正常运行时，不增加线路阻抗，对电压质量不造成任何影响，可以在各个电压等级中使用；缺点是投资大，以中国电科院在华东电网中应用的500kv限流装置为例，投资9700万元人民币，加上基建装配费用共计1亿多，而且占地面积极大，上述装置一个篮球场都安装不了三个平台，在运行当中各种控制、维护、检修难度高，且可靠性低，对系统继电保护有较大影响。
1.3 系统解网技术原理是通过解网，限制短路电流。
优点有成本低，技术较成熟；缺点是降低了系统的可靠性，而且不能解决单机容量大的问题。
直流系统短路电流限制技术
直流系统短路电流限制技术摘要：直流系统的短路电流是一种重要的参数，对于系统的稳定性和设备的安全运行具有重要意义。
本文将介绍直流系统短路电流的概念、计算方法，以及常用的短路电流限制技术，旨在为工程技术人员提供参考和指导。
1. 引言直流系统是现代电力系统中的重要组成部分，广泛应用于输电、配电、电力电子等领域。
然而，直流系统的短路电流过大会导致设备损坏、系统崩溃甚至火灾等严重后果，因此短路电流限制技术显得尤为重要。
2. 直流系统短路电流的概念直流系统短路电流指在系统短路状态下，电流的最大值。
它与系统的电压、电阻、电抗等参数有关。
短路电流的大小决定了系统的故障电流容量和设备的选型。
3. 直流系统短路电流的计算方法直流系统短路电流的计算可以通过理论计算和实测两种方法进行。
3.1 理论计算方法理论计算方法是根据系统的拓扑结构和参数进行计算。
常用的计算方法有短路电流对称分量法、短路阻抗法和有限电流法等。
这些方法基于电路分析原理，可以较为准确地计算出短路电流的数值。
3.2 实测方法实测方法是通过在现场进行电流测量来获取短路电流的数值。
这种方法适用于已建成的系统或无法通过理论计算得到准确结果的情况下。
实测方法可以采用直接测量法、电压法和电流互感器法等。
4. 直流系统短路电流限制技术为了限制直流系统短路电流的大小，保护设备和确保系统的正常运行，人们提出了一系列的短路电流限制技术。
4.1 装置容性限流技术装置容性限流技术通过在系统中引入适当的容性元件来限制短路电流。
这些容性元件在正常运行状态下呈高阻抗，而在系统短路时则呈低阻抗，从而限制短路电流的大小。
4.2 电流限制器技术电流限制器技术是一种主动控制技术，通过在系统中引入可控的电流限制器来限制短路电流。
电流限制器可以根据系统的需求主动调节阻抗，从而实现短路电流的有效限制。
4.3 智能保护技术智能保护技术是一种集成化的短路电流限制技术，通过智能保护装置对系统进行实时监测和控制，实现对短路电流的快速响应和精确限制。
关于环网解列及短路电流抑制技术研究综述
关于环网解列及短路电流抑制技术研究综述在电网发展过程中，存在一种特别的网架机构，即电磁环网，它在一定程度上影响了中国电网的安全性和稳定性。
本文作出猜想，基于柔性环网控制的基础原理，构建柔性环网控制器装置级、系统级数学模型，并在此基础上分析柔性环网控制器抑制短路電流的机理，提出以复合电流控制器为基础的柔性环网控制器短路电流控制對策。
除此之外，还制定了以以改善FAHP的电磁环网为基础的解环方案评估方法。
标签：电磁环网；短路电流；模糊层次分析法；解环1 背景及意义在电力系统获得较好的完善和发展之后，城市电网传输功率得到了快速的增加，所以城市电网需要建设更多更高电压等级的输电线路。
经总结，可发现中国电网存在以下特征：第一，电网发展较为迅速，存在较显著的短路电流超标问题；第二，电磁环网众多，输电能力遭受局限。
辽宁电网是整个东北电网的负荷中心，具体位于东北电网的南面。
以电源负荷分布特点及网架结果为依据，辽宁电网主要可划分为以下3个系统：第一是辽西，第二是中北部，第三是辽南。
当前，借助10回500kV交流线、1回±500kV 直流线、1座500kV直流背靠背换流站，辽宁电网和外网建立了以下联络通道：利用辽吉省间四回线，受电于吉林电网，利用科沙双回线，受电于蒙东通辽电网，利用赤峰外送四回线，受电于蒙东赤峰电网，利用±500kV伊穆直流受电于蒙东伊敏电网，利用500kV高岭换流站往华北电网输电。
在辽宁电网得到持续性发展之际，其网架结构得到了持续的强化。
在“十二五”期间，中北部电网将形成500kV内外立体化双环网结构，220kV电网网架密集，短路电流超标将给电网供电能力、供电可靠性以及电网调度灵活性等方面带来很大的困难。
所以需尽快研发新的方法和技术，妥善解决因电磁环网所造成的问题，探究智能电网未来的出路。
2 研究现状及发展动态中国经济高速发展，电力系统无法与之保持相应的发展速度。
尽管我国政府部门十分注重这方面的建设，投入大量资金建设了较多的火电站，并通过可行的方式实现了各电站的有效连接，建造了电力线路网，可是，这些线路上的电流持续增多，尤其是在发生短路后，电流值会剧增，引起了较显著的危害。
电力系统的短路电流限制技术
电力系统的短路电流限制技术电力系统作为现代社会中不可或缺的基础设施之一，承载着巨大的能源传输和供电责任。
随着电力需求不断增长，电力系统中的短路电流问题也越来越凸显。
短路电流是指在电力系统中，电流在短路点上产生的过流现象。
这种过流不仅会对设备造成损坏，还会对系统的稳定性和可靠性造成威胁。
为了解决电力系统中的短路电流问题，人们提出了各种短路电流限制技术。
本文将就其中几种常见的技术进行介绍，并探讨其特点和应用场景。
一、电流限制器技术电流限制器是一种能够限制短路电流的技术。
它首先通过调节电路参数来改变电流传输路径，从而降低系统中的短路电流。
电流限制器一般分为被动式和主动式两种类型。
被动式电流限制器主要依靠电路中的电感元件来实现电流的限制。
通过合理设计线圈的参数，如电感系数和电阻等，可以使电路在短时出现短路时形成一个高阻抗通道，从而限制短路电流的大小。
被动式电流限制器适用于小规模电力系统和低短路电流的场景。
主动式电流限制器则采用电气或电子装置对电流进行实时监测和控制。
当系统中出现短路电流时，主动式电流限制器会根据设定的限制值进行动态调整，并及时采取相应的措施来限制电流大小。
主动式电流限制器的优点是响应速度快、控制精确，适用于中小型电力系统和对电流限制要求较高的场景。
二、断路器技术断路器作为电力系统中常用的保护设备，也可以用于限制短路电流。
断路器通过在电路中插入开关装置，当系统中出现短路电流时，能够迅速切断电流传输路径，阻止短路电流的进一步扩大。
在短路电流限制方面，断路器有两种常见的工作方式：一是采用限流断路器，其内部设置有特殊的限流装置，能够在短路电流超过预设限制时迅速切断电路；二是采用高电阻断路器，其内部电阻率较高，通过增加电阻来限制电流传输。
断路器技术在中大型电力系统中广泛应用，具有控制精度高、可靠性好的优点。
三、超导材料技术超导材料在电力系统中也可以用于限制短路电流。
超导材料具有零电阻和完全抗磁性的特性，能够实现电流无损传输和短路电流的限制。
短路电流延时速断保护功能
短路电流延时速断保护功能1. 引言1.1 背景介绍短路电流延时速断保护功能是一种重要的电气安全保护装置，广泛应用于各种电气设备和系统中。
随着电气设备的发展和电气系统的复杂化，短路电流所带来的危害也越来越大，因此短路电流延时速断保护功能的作用变得愈发重要。
在过去，电气设备和系统常常缺乏有效的短路保护装置，一旦发生短路故障，往往会导致设备损坏、生产中断甚至火灾等严重后果。
人们对于短路电流延时速断保护功能的需求日益迫切。
研究和应用短路电流延时速断保护功能可以保障电气设备和系统的安全运行，提高设备的可靠性和稳定性。
了解短路电流延时速断保护功能的原理和工作原理，掌握其应用场景以及优点与局限性，对于提高电气安全保护水平具有重要意义。
【内容结束】2. 正文2.1 短路电流延时速断保护功能的原理短路电流延时速断保护功能的原理主要是利用电路中的保护元件，在检测到电路中出现短路电流时，通过延时速断的方式快速切断电路，防止电路元件受到损坏并确保用户的安全。
在电路中，通常会设置短路保护元件，如熔断器、保险丝等，这些元件在电路中起到监测电流的作用。
当电路中的电流超过了额定值，就会触发保护元件，将电路切断，起到保护电路和设备的作用。
而延时速断功能则是在检测到短路电流时，不是立即切断电路，而是延时一段时间后再切断，这样可以避免误触发和频繁断电，提高电路的可靠性和稳定性。
短路电流延时速断保护功能主要应用在电力系统、工业控制系统、电子设备等领域。
在这些领域，电路中可能存在各种突发情况，如短路、过载等，采用短路电流延时速断保护功能可以及时保护设备，避免故障扩大，保证设备的正常运行。
短路电流延时速断保护功能具有快速、精准的保护特性，能有效防止电路中出现短路电流造成的损坏，提高电路的可靠性和安全性。
但是也需要注意，延时切断可能会导致一定程度的延迟响应，需要根据具体情况和要求来选择合适的保护方案。
【字数：261】2.2 工作原理短路电流延时速断保护功能的工作原理主要是基于电路中的保护装置，在电路中检测到短路电流时，会启动保护装置进行相应的动作以保护电路和设备的安全。
短路计算技术方案
短路计算原理及方法1。
对三相短路计算做基本假设在短路的实际计算中，为了简化计算工作，常采用以下一些假设：（1) 短路过程中各发电机之间不发生摇摆，并认为所有发电机的电势都同相位.对于短路点而言，计算所得的电流数值稍稍偏大。
(2) 负荷只作近似估计，或当作恒定电流,或当作某种临时附加电源，视具体情况而定.(3) 不计磁路饱和。
系统各元件的参数都是恒定的,可以应用叠加原理.（4) 对称三相系统.除不对称故障处出现局部的不对称以外，实际的电力系统通常都当作是对称的。
(5) 忽略高压输电线的电阻和电容，忽略变压器的电阻和励磁电流(三相三柱式变压器的零序等值电路除外），这就是说，发电、输电、变电和用电的元件均用纯电抗表示。
加上所有发电机电势都同相位的条件，这就避免了复数运算.（6) 金属性短路。
短路处相与相（或地)的接触往往经过一定的电阻(如外物电阻、电弧电阻、接触电阻等），这种电阻通常称为“过渡电阻"。
所谓金属性短路，就是不计过渡电阻的影响，即认为过渡电阻等于零的短路情况。
2。
起始次暂态电流和冲击电流的计算方法（1）起始次暂态电流的计算起始次暂态电流就是短路电流周期分量(指基频分量)的初值。
只要把等值电路系统所有元件都用其次暂态参数表示,起始次暂态电流的计算就同稳态电流的计算一样了。
图2。
4 异步电动机简化相量图系统中静止元件（输电线路和变压器）的次暂态参数与其稳态参数相同，而旋转元件(同步发电机和异步电动机)的次暂态参数则不同与其稳态参数。
对于异步电动机，也也用去次暂态电势和次暂态电抗表示.可根据相量图2。
4按式（2—13)近似计算其次暂态电势，其次暂态电抗一般近似取=0。
2（额定标幺电抗）。
(2-13）式中,，和分别为短路前异步电动机的端电压、电流以及电压和电流之间的相角差。
（2) 冲击电流的计算同步发电机提供的冲击电流根据式(2-7)进行计算，即短路电流周期分量的幅值乘以冲击系数。
系统发生短路后，异步电动机机端的残余电压有可能小于其内部电势，或者综合负荷的端电压小于其内部电势0。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
短路电流限制的原理
电力系统中的短路故障是不可避免的，除了故障点附近的损坏。
例如，由于强烈的电弧的影响，流经故障回路的短路电流会对架空线、电缆、变压器和开关设备等设备施加较高的电动力和热应力。
系统中的断路器还必须能够（选择性地）遮断和隔离故障点。
然而随着全球对电力能源需求不断增长，用户需要更大容量的变压器或者新增的发电接入现有系统，以满足负荷的增长，同时越来越多的系统进行互联，这就会导致客户电力系统短路电流水平升高，导致电力系统在短路电流承受能力方面接近甚至超过其极限。
因此，短路电流限制成为行业所面临的挑战，这个挑战主要的难度在于：（一）如何在确保系统可靠性、供电连续性的前提下，有效地限制短路电流
（二）在有效限制短路电流的前提下如何尽可能提高系统效能减低损耗
（三）如何尽可能降低工程投资造价
图1a）显示一个简化的等效电路，用于讨论与电力系统中短路电流限制相关的问题。
与故障之前流动的负荷电流无关。
短路电流在故障0秒后从0kA开始以一定的上升速率迅速增大，具体取决于电路参数（电源电压U0和电源阻抗ZS以及故障初始相位角，当短路电流未被限制时，波形如图1b）中波形为i1，也就是系统预期的短路电流。
如果其短路电流水平处于CB的遮断能力之内，则该短路电流将在t3处由CB遮断。
图1：短路电流限制
a）短路故障等效电路图
b）短路电流典型波形图
由于
是包括故障部分在内的电路中电阻的总和L是电路中全部电感所以限制短路电流的最简单方法是使用适当高值的阻抗ZS，即：（一）实时的在系统内增加网络阻抗，如电网分层分区、母线分段、提升电压等级等电网拓扑结构级手段，此解决方案是最为常用的解决办法，该方法的弊端是降低了系统的可靠性、增大了复杂性，降低了系统的效能，例如：母线分段。
（二）采用限流电抗器或者高阻抗变压器等，以限制短路电流的上升。
该解决方案的缺点在于，它显然会在正常运行期间影响系统，降低系统的效能，而且在高负载电流下会导致相当大的电压降。
（三）采用狭义上的故障电流限制器，在正常的情况下，阻抗非
常小，不影响系统的正常运行，一旦系统发生预期短路电流超过开关设备额定值这样的短路故障时，该设备在短路电流上升的初期，迅速在电路中投入阻抗变换部件，以限制短路电流的上升。
该解决方案优点是可以充分发挥系统的效能的同时，可以提高系统的可靠性。
如图b)所示，为了能够限制短路电流i1的第一个峰值Î1，故障电流限制设备必须在时间间隔t1内运行，并导致电流的上升速率为零或负，这可以通过在电路中在短路电流上升的初期迅速投入足够高的电压或阻抗来实现，这样的动作需要使用非线性元件并且分别导致形状为i2或i3的电流，这取决于电流是仅被限制（i2）还是被限制并被开断（i3），与此电流限制相关的是产生了与叠加的di/dt成正比的过电压。