限制短路电流的方法
限制短路电流的方法
a) 可使电缆线路的断路器容量不升级；
维持母线电压于较高水平，提高供电可靠性。
x2’、 x2’’分别为两个分裂低压绕组的电抗，它们的数值相等而且比较大。
由于1端发生短路时互感作用很小，每臂的等值电抗为每臂的自感电抗xL，大于正常运行时的电抗，故限流作用强。
每臂自感抗xL=ωL，
第四节 限制短路电流的方法
限制短路电流的方 法
第四节 限制短路电流的方法
• 问题的提出：
在发电机或变电所的6～10kV母线上发生 短路时，短路电流的数值可能很大，致使电 气设备的选择发生困难，或使所选择的设备 容量升级，投资增加。
第四节 限制短路电流的方法
• 限制短路电流可使得：
① 发电机电压和变电所的6～10kV出线回路 中能采用容量不升级的电器(选择轻型断 路器)及截面较小的电力电缆，节约投资。
➢结构参数
分裂电抗器是一个中间有抽头的电感线图，中间抽头将电抗器分成了两 个分支（也称为两个臂）。两个分支线圈的缠绕方向与结构参数都相同， 其间存在互感。
分裂电抗器的每臂自感为L，两臂间的互感为M，互感系数f =M / L， 它与电抗器的结构有关，一般取f =0.5。 • 每臂自感抗xL=ωL， • 两臂间的互感抗xM=ωM=ωf L=f xL。
这些措施都可以增大系统阻抗，减小短路电流。
第四节 限制短路电流的方法
二．装设限流电抗器
母线电抗器
限流电抗器分
普通电抗器 分裂电抗器
线路电抗器
1. 装设母线分段电抗器
k3
• 装设地点：在发电机电压的 6~10kV母线分段处。
• 作用：限制来自另一母线的发 电机所提供的短路电流（限制 发电厂内部的短路电流），对 系统提供的短路电流也能起到 一定的限制作用。
限制短路电流的方法
限制短路电流的方法目前在电力系统中，有几种方法可用于限制短路电流：选择发电厂和电网的接线方式；采用分裂绕组变压器和分段电抗器；采用线路电抗器；采用微机保护及综合自动化装置等。
1 选择发电厂与电网的连接方式通过选择发电厂和电网的主要电气接线，可以达到限制短路电流的目的。
在发电厂内，可对部分机组采用长度为40 km及以上的专用线路，并将这种发电机—变压器—线路单元连接到最近中心变电站的总线，这样可避免发电厂母线上容量过份集中，从而达到降低发电厂母线处短路电流的目的。
为了限制大电流接地系统的单相接地短路电流，可采用部分变压器中性点不接地的运行方式，还可采用星形—相同容量的星形连接公共变压器取代了系统集线器的互连自耦变压器。
在降压变电所内，为了限制中压和低压配电装置中的短路电流，可采用变压器低压侧分列运行方式；在输电线路中，也可采用分列运行的方式。
在这两种情况下，由于阻抗大，可以达到限制短路电流的目的，不过为了提高供电可靠性，应该加装备用电源自动投入装置。
对环形供电网，可将电网解列运行。
电网解列可分为经常解列和事故自动解列两种。
电网络的频繁断开是为了将单元和线路分布在不同的总线系统或总线段上，并将母线联络断路器或母线分段断路器断开运行，这样可显著减小短路电流。
电网事故自动解列，是指在正常情况下发电厂的母线联络断路器或分段断路器闭合运行，当发生短路时由自动装置将母线(或分段) 断路器断开，从而达到限制短路电流的目的2 采用分裂绕组变压器和分段电抗器为了限制大容量发电厂中的短路电流，可以使用低压侧带有分裂绕组的变压器，在水电厂扩大单元机组上也可采用分裂绕组变压器。
为了限制6～10 kV配电装置中的短路电流，可以在母线上装设分段电抗器。
分段电抗器只能限制发电机回路、变压器回路、母线上发生短路时的短路电流，当在配电网络中发生短路时则主要由线路电抗器来限制短路电流。
3 采用线路电抗器线路电抗器主要用于发电厂向电缆网供电6～10 kV配电装置中，其作用是限制短路电流，使电缆网络在短路情况下免于过热，减少所需要的开断容量。
限制短路电流的方法
限制短路电流的⽅法⼀、概述在⼤容量发电⼚中，当发电机并联运⾏于发电机电压母线时，其短路电流可能⾼达⼗⼏万甚⾄⼏⼗万安培，这将使母线、断路器等⼀次设备遭受到严重的冲击(发热和电动⼒)。
为了安全，必须加⼤设备型号，⽽⽆法采⽤价格便宜的轻型开关电器和较⼩截⾯的导线，这不仅会使投资⼤为增加，甚⾄会因短路电流太⼤⽽⽆法选到合乎要求的设备。
因此，应当采取某些限制短路电流的措施。
⼆、选择适当的主接线形式和运⾏⽅式1、发电机组采⽤单元接线各发电机和升压变采⽤单元接线⽽不在机端并联运⾏，将⼤⼤减少发电机机端短路的短路电流。
2、环形电⽹开环运⾏在环形电⽹某⼀穿越功率最⼩处开环运⾏，或将发电⼚⾼压母线分裂运⾏，就是将本来并联运⾏的两⼤部分分开运⾏，当然使短路时的阻抗增⼤，短路电流变⼩。
3、并联运⾏的变压器分开运⾏多数降压变电所中装有两台变压器，其低压侧母线常采⽤单母线分段接线，当分段断路器分开运⾏时，会使短路电流⼤为减少。
为保证供电可靠性，分段断路器上可装设“备⽤电源⾃动投⼊装置”，当⼀台变压器故障退出运⾏时，分段断路器能⾃动合闸，恢复对失电母线段及所带出线的供电。
三、装设限流电抗器1、在发电机电压母线上装设分段电抗器装设在发电机电压母线(6kV或10kV)分段处的电抗器能够有效地降低发电机出⼝断路器、母线分段断路器、母线联络断路器以及变压器低压侧断路器（还有连接这些设备的导体）所承受的短路电流。
由于正常通过分段的电流不⼤，可以选较⼤电抗百分数(8%-12%),⽽两段母线间的电压降也不会太⼤，电能损耗也少，因此优先采⽤。
2、在发电机电压电缆出线上装设出线电抗器如图5-21所⽰。
6-10kV出线上短路时，虽然上述母线分段电抗器也能起⼀些限流作⽤，但因其额定电流⼤(约为母线上最⼤⼀台发电机额定电流的50%-80%),电抗有名值较⼩，限制短路电流的能⼒较⼩。
这时，可在出线上装设出线电抗器，以使发电机电压直配线的短路电流限制到轻型廉价的开关所能开断的范围内（如常⽤的SN10-10I型少油断路器开断电流为16kA)。
限制短路电流的方法
限制短路电流的方法短路电流是指电路中出现直接连接两个电极的情况，导致电流迅速增大，通常会造成电路故障、设备损坏以及火灾等危险。
为了避免这种情况的发生，我们需要采取一系列的方法来限制短路电流。
下面将详细介绍几种常见的限制短路电流的方法。
1. 熔断器和保险丝熔断器和保险丝是常用的限制短路电流的方法之一。
它们一般由导体和电阻丝组成，当短路电流通过时，电阻丝迅速加热并熔断，从而切断电路。
熔断器和保险丝的选型要根据电路的额定电流和工作电压来确定，以保证在短路情况下能够迅速切断电路，保护设备和避免火灾。
2. 双线圈电磁接触器双线圈电磁接触器也是限制短路电流的一种常见方法。
它由两个线圈组成，一个是控制线圈，另一个是动作线圈。
当正常工作时，控制线圈通电，电磁接触器闭合，电流正常通过。
而当短路发生时，动作线圈也会通电，电磁接触器迅速打开，切断电路。
这种方法可以快速切断短路电流，保护设备和电路。
3. 直流电弧消弧器直流电弧消弧器是用来消除短路电流产生的电弧的设备。
电弧消弧器通过产生的高能量电流或电压，快速切断短路电流，防止其持续存在。
这种方法可以有效地限制短路电流，同时保护电路和设备。
4. 整流器和逆变器的控制在直流电源系统中，限制短路电流的方法是通过控制整流器和逆变器的工作来实现的。
通过合理设置电路参数和控制算法，可以在短路发生时迅速调整整流器和逆变器的输出电压和电流，限制短路电流的大小，并保护电路和设备。
此外，还有一些其他的方法可以用于限制短路电流，例如使用限流器、使用短路保护器、使用差动保护装置等。
这些方法的选用和设计要根据具体的电路和设备特点来确定，以达到最佳的限制短路电流效果。
总之，限制短路电流是保护电路和设备安全的关键措施之一。
在设计和安装电路时，应根据实际情况选择合适的限制短路电流的方法，并进行合理的设置和调试，以确保电路和设备的安全运行。
同时，定期检查和维护电路和设备，及时更换损坏的限制短路电流装置，也是保证电路和设备安全的重要措施。
限制短路电流的措施
--
限制短路电流的措施
一、从电网结构上可以采取的限流措施
1）在电力系统的主网加强联系后，将次级电网解环运行；
2）在允许的范围内，增大系统的零序阻抗、例如采用不带第三绕组或第三绕组为星形接线的全星形变压器，减少变压器中性点的接地点，可以减少系统的单相短路电流；
3）加大变压器的阻抗，或将自耦变压器改为普通三绕组变压器，可以减小短路电流，但一般不宜采取此类措施；
4）根据供电的需要，提高电力系统的电压等级，可以有效地限制短路电流；5）采用直流输电或直流联网，可以限制系统的短路电流。
二、发电厂和变电所中可以采取的限流措施
1）发电厂中，在发电机电压母线分段回路中安装电抗器；
2）变压器分裂运行；
3）变电所中，在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器；
4）采用低压侧为分裂绕组变压器；
5）出线上装设电抗器；
6）发电厂和变电所母线分段运行。
7）--
8）
9）
--。
发电厂电气部分2-4限制短路电流的方法
所示，断路器则有可能因切除电抗器故障而损坏；
电抗器若布臵在断路器内侧，如图2－20（ b）所
示，当母线和断路器接线之间发生单相接地时， 寻找接地点，操作比较多，而且出线电流互感器 至母线的电气距离一般也较长，增加了母线系统 故障机会。
目前，我国采用图 2－20（ a）的接线方式较多。
二、加装限流电抗器
限制短路电流的目的，在于使发电机回路及用户
侧能采用轻型断路器。
所谓“轻型”，是指断路器额定电流与所控制的
电路额定电流相适应，两者额定容量匹配，使断路
器及其相应的电器比较经济合理。
反之，短路电流过大，就不得不选用更高等级的
开断电流较大的断路器，即重型断路器，从而使它 及其相应的电器的选用不能作到经济合理。
（2-5）
（2-6）
由式（2-4）和式（2-5）可得
可见，低压分裂绕组正常运行时的电抗值，只相当于两分
裂绕组出线（如2ˊ）发生短路时，来自另一发电机的短路电 流将遇到X2ˊ2〞 （即2X2〞）的限制，来自系统的短路电流则
遇到X1+X2ˊ=X12+ ¼ X2ˊ2〞的限制，这些电抗 值都很大，能起到限制短路电流的作用。
为了运行操作方便和减小母线各段间的电压差，
母线分段一般不宜超过三段。母线电抗器用于 限制并列运行发电机所提供的短路电流，其额 定电流通常按母线上因事故切除最大一台发电 机时可能通过电抗器的电流进行选择，一般取
发电机额定电流的50％～80％，电抗百分值取
为8％～12％。
2．加装分裂电抗器
分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是绕组中心有 一个抽头，如图2－21（a）所示。中间抽头3一般用来连 接电源，两个分支（又称两臂）1和2用来连接大致相等的 两组负荷，从等值电路可以看出它的限流作用。图2－21 （b）为分裂电抗器等值电路图；图2－21（C）为正常运 行时，分裂电抗器的等值电路图。 两个分支的自感相同，每个分支的自感电抗人XL=L。 两个分支间有磁的耦合，若互感为M，则互感系数为
限制短路电流的方法
限制短路电流的方法短路电流是指在电路中出现短路故障后，电流会快速增大至非常高的数值。
短路电流的存在会给电路和设备带来巨大的风险，可能导致电线过热、电气设备损坏甚至火灾等严重后果。
为了避免这种风险，必须采取措施限制短路电流。
本文将介绍一些常见的限制短路电流的方法。
1. 使用保险丝或断路器保险丝和断路器是电路中常见的过载和短路保护装置。
它们通过在电路中加入一个可熔断或可开断的元件，当电流超过设定值时，该元件会自动断开电路，从而限制短路电流的流动。
保险丝和断路器的额定电流值应根据电路的额定电流和设备的特性来选择，以确保能够精确地限制短路电流。
2. 使用限流器限流器是一种电路元件，它可以限制电流的大小。
在短路故障发生时，限流器可以通过控制电流的流动来限制短路电流。
常见的限流器包括电阻器、电感器和电容器等。
这些元件可以根据需要选择合适的参数来实现对短路电流的限制。
3. 使用软起动装置软起动装置是一种特殊的电动机控制装置，可以控制电动机在起动时电流的变化。
软起动装置通常通过控制电压的变化来控制电动机的起动电流，从而避免瞬时大电流引起的问题。
软起动装置可以有效地减小电动机起动时的短路电流，保护电动机和电源系统。
4. 使用过流保护装置过流保护装置是一种可以检测电流异常的元件，可以快速地断开电路以保护设备和电路。
过流保护装置通常可以根据电流的大小和持续时间来判断是否存在短路故障，当检测到电流异常时，它们会迅速断开电路，从而限制短路电流。
5. 使用电流限制器电流限制器是一种专门用于限制电流的装置。
它们通常可以根据电流的大小和持续时间来控制电流的大小，并在电流超过设定值时自动进行限制。
电流限制器可以根据需要进行调节，以满足电路和设备的要求。
总结而言，限制短路电流的方法可以分为几类：使用保险丝或断路器、使用限流器、使用软起动装置、使用过流保护装置和使用电流限制器。
这些方法各有优缺点，可以根据实际情况选择合适的方法来限制短路电流。
限制短路电流的方法
限制短路电流的方法1．选择适当的主接线形式和运行方式（1）对具有大容量机组的发电厂中采用单元接线；（2）在降压变电所中，可采用变压器低压侧分列运行方式，即所谓母线硬分段接线；（3）对具有双回路电路，在负荷允许条件下可按单回路运行；（4）对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开环运行。
2．加装限流电抗器（1）加装普通电抗器1）出线端加装出线电抗器用来限制电缆馈线支路短路电流。
它只能在电抗器后面临近点短路时才有限制短路电流的作用。
通常在架空线路上不装设电抗器。
线路电抗器不仅限制短路电流，而且能在母线上能维持较高的剩余残压（大于65％UN）。
通常线路电抗器的百分电流值为3％～6％。
2）母线电抗器装设在母线分段的地方，其目的是让发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器和分段断路器等都能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而升级。
一般设计主接线时，为了限制发电机电压母线短路电流，应首先考虑在分段断路器回路或联络断路器回路中以及主变压器回路中安装电抗器，只有经过计算认为限制效果不够时，才考虑装设线路电抗器。
一般当电厂和系统容量较大时，两种电抗器都需要安装。
为了运行操作方便和减小母线各段之间电压差，母线分段不宜超过三段，母线电抗器的电抗百分值应取8％～12％。
（2）分裂电抗器分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是线圈中心有一个抽头3，中间抽头一般用来连接电源、两个分支（又称两臂）和用来连接大致相等的两组负荷。
当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值相同时，两者在短路时的限流作用一样，但正常运行时电压损失只有普通电抗器的一半，而且比普通电抗器多供一倍的出线，减少了电抗器的数目。
运行中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时，将引起两臂电压偏差，造成电压波动，甚至可能出现过电压。
所以一般分裂电抗器的电抗百分值取8％～12％。
分裂电抗器在主接线中，可以装设在电缆馈线上，每个臂可以接一回出线或几回出线。
分裂电抗器串接在发电机回路中，不仅起着出线电抗器的作用，而且也起着母线电抗器的作用。
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➢常见应用
1) 常用于发电机—变压器扩大单元接线（如图a所示），限制发电机出口短路时的短路 电流； 2) 作为大容量机组的高压厂用变压器（如图b所示），以限制厂用电系统的短路电流。 图c是它们的等效电路，图d是正常运行时的等效电路图。图c中x1为高压绕组电抗，数 值很小。x2’、 x2’’分别为两个分裂低压绕组的电抗，它们的数值相等而且比较大。
T1
W1
G1
T2 L2
k2
W2
L1
k1
G2
图3-19
5
母线电抗器的参数选择：
IN =(0.5 ~ 0.8) IGmax xL %= 8% ~ 12%
加装母线电抗器后：可使所选择的发电机、主变、分段断路器、 母联断路器等容量不升级，减少投资。
母线电抗器对出线回路的限流作用较小：
电抗有名值：
xL
xL% 100
8
➢作用分析
如果分裂电抗器的工作方式是 公共端3接电源，两个臂1、2接均 衡负荷。
1) 正常运行时，所接的负荷电流大致相等但方向相反，在两个 臂中产生的磁通的方向也是相反的，则每臂的电压降为
U •3 1jI •x L jI •x M jI • (1 f)x L jI •x 2 L 由此可见，正常运行时，由于互感的作用，每臂的电抗值 只有其自感电抗的一半，故正常工作时的电压损失较小 。
② 维持母线电压于较高水平，提高供电可靠 性。
3
第四节 限制短路电流的方法
一．采用适合的主接线形式及运行方式
二．选择计算阻抗比较大的接线形式或运行方式，减少并联 支路，增大电源至短路点的等效电抗。 三．例如： ① 限制接入发电机电压母线的发电机台数和容量； ② 大容量的发电机采用单元接线形式； ③ 降压变电所中低压侧分段断路器平时断开运行，即采用 变压器在低压侧分列运行的方式； ④ 合理地断开环网（在环网中穿越功率最小处开环运行） 等。 ⑤ 这些措施都可以增大系统阻抗，减小短路电流。
UN 3IN
由于母线电抗器的额定电流较大，由上式可以看出：在相同
额定电抗百分值下的母线电抗器的电抗有名值较线路电抗器小， 故其对出线回路的限流作用较小。
6
第四节 限制短路电流的方法
k3
2．装设线路电抗器
➢装设地点：在线路隔离开关与线
路断路器之间。 ➢作用：限制电缆线路的短路电流 （架空线路的电抗大，不需装电抗 器）。
➢作用分析（请同学们自己分析） 12
第四节 限制短路电流的方法
三、发电厂和变电所中采用的限流措施 ➢发电厂：
1．在发电机电压母线的分段回路装设电抗器； 2．扩大单元接线或厂用电回路装设采用低压分裂绕组变压器； 3．发电机电压出线上装设线路电抗器。
➢变电所：
1. 降压变电所采用变压器在低压侧分列运行的方式； 2．在主变低压侧装设普通电抗器或分裂电抗器； 3．10、6kV出线上装设线路电抗器。
➢加装线路电抗器后：
T1
T2
L2
W1
L1
G1
k2 W2
k1
G2
a) 可使电缆线路的断路器容量不升级； b)电缆截面减小；
图3-19
c) 维持母线残压在较高数值，这对其他回路正常运行有利。
➢线路电抗器的参数选择：
IN一般为300 ~ 600A
xL %= 3% ~ 6%
7
3．装设分裂电抗器
分裂电抗器的图形符号、一相接线及等效电路如图3-20所示。
➢结构参数
分裂电抗器是一个中间有抽头的电感线图，中间抽头将电抗器分成了两
个分支（也称为两个臂）。两个分支线圈的缠绕方向与结构参数都相同， 其间存在互感。
分裂电抗器的每臂自感为L，两臂间的互感为M，互感系数f =M / L， 它与电抗器的结构有关，一般取f =0.5。
• 每臂自感抗xL=ωL，
• 两臂间的互感抗xM=ωM=ωf L=f xL。
4
第四节 限制短路电流的方法
二．装设限流电抗器
母线电抗器
限流电抗器分
普通电抗器 分裂电抗器
线路电抗器
1. 装设母线分段电抗器
k3
• 装设地点：在发电机电压的 6~10kV母线分段处。
• 作用：限制来自另短路电流也能起到 一定的限制作用。
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➢装设地点
分裂电抗器
a）装于直配电缆馈线上，每臂可以接一回或几回出线； b）装于发电机回路中，此时同时起母线电抗器和出线电抗器的作用； c）装于变压器低压侧回路中，可以是主变压器或厂用变压器回路。
11
第四节 限制短路电流的方法
4．采用低压分裂绕组变压器 ➢结构：低压分裂绕组变压器是一种将低压绕组分裂成为相同容量的两个绕组
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第三章 电气主接线
第四节 限制短路电流的方法
1
第四节 限制短路电流的方法 • 问题的提出：
在发电机或变电所的6～10kV母线上发生 短路时，短路电流的数值可能很大，致使电 气设备的选择发生困难，或使所选择的设备 容量升级，投资增加。
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第四节 限制短路电流的方法
• 限制短路电流可使得：
① 发电机电压和变电所的6～10kV出线回路 中能采用容量不升级的电器(选择轻型断 路器)及截面较小的电力电缆，节约投资。
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第四节 限制短路电流的方法
2) 当1端发生短路时，若忽略臂2上 的负荷电流，此时臂1上的电压降为
•
•
U31 j I xL
由于1端发生短路时互感作用很小，每臂的等值电抗为每 臂的自感电抗xL，大于正常运行时的电抗，故限流作用强。
缺点：一臂负荷变动过大时，另一臂将产生较大的电压波 动；一臂短路、另一臂接有负荷时，由于互感电势的作用，将 在另一臂产生感应过电压。