第四节限制短路电流的方法
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。
短路电流
限制短路电流的目的
截面很大的导体， 截面很大的导体， 更大体积的电气设 备 价格昂贵的断 路器
大的短 路电流
电气设备必须可以 承受更大的冲击 断路器必须开 断短路电流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 在发电厂和变电所中，必须采用限制短路 电流的措施，以便采用价格较便宜的轻型 电器（断路器、隔离开关）和截面较小的 母线和电缆、金具等（限制短路电流的目 的）。
限制短路电流的措施
短路电流的一般计算方法
L1
G1
T1
B1
L2
B2
T2
假设B2母线短路，请做等值网络 假设B2母线短路， B2母线短路
XT
XL
É
I = E/X X ＝ XT + XL I X
短路电流的措施
采用适宜的主接线形式及运行方式 为减小短路电流，采用计算阻抗较大的接线和运行方式。如： •对大容量发电机采用单元接线。 对大容量发电机采用单元接线。 对大容量发电机采用单元接线 •限制接入发电机电压母线的发电机台数和容量，尽可 限制接入发电机电压母线的发电机台数和容量， 限制接入发电机电压母线的发电机台数和容量 能不用在发电机电压级不用母线。 能不用在发电机电压级不用母线。 •母线分段断路器断开运行。在降压变电所，变压器低压 母线分段断路器断开运行。在降压变电所， 母线分段断路器断开运行 侧分列运行 •合理断开环网。在环网穿越功率最小处开环运行。 合理断开环网。在环网穿越功率最小处开环运行。 合理断开环网 •双回路按单回路运行。在负荷允许的条件下，具有双回 双回路按单回路运行。在负荷允许的条件下， 双回路按单回路运行 路的电路，采用单回路运行。 路的电路，采用单回路运行。
加装限流电抗器
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
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
U 31 j I x L
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。
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
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。 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。 这些措施都可以增大系统阻抗，减小短路电流。
T2
k3
母线电抗器
线路电抗器
L2
k2 W1 W2
L1
G1 G2
k1
图3-19
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：
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
xL U 31 j I xL j I xM j I (1 f ) xL j I 2 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 。
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。
《发电厂电气》04-04-限制短路电流的方法
*
即短路时，臂1的电抗为 X L 。
1
2
3 若分支2接电源，可能送来的短路电流为
IkG ，3端开路，如右图，则
U 21 2(I kG X L I kG X M ) 2I kG (1 f ) X L
若f =0.5，则 X12 3X L。 有效地减少了另一臂送来的短路电流
XM *
所以
U31
I (1 2
f )XL
若取 f = 0.5，则在正常运行时，每臂的运行电抗
X (1 f )X L 0.5X L
一、装设限流电抗器
2. 分裂电抗器
3 IkS
(2) 分支短路： 设分支1短路
若忽略分支2的负荷电流，则
U31 Ik X L
XM *
Ik XL
XL I2
二、采用低压分裂绕组变压器
假设高压侧不开路，低压侧一台发电机出口短路时来自 另一台发电机短路电流遇到的电抗 为：
X 22 X 2 X 2 2 X 2 =4 X12
1
来自系统的短路电流遇到的电抗为
X1
X1 X '2 2 X12
X 2
X 2
这些电抗都比较大，能够起到限制短路电 流的作用。
三、采用不同的接线形式和运行方式
双回路采用单回路运行；
~
环形供电网开环运行。
~
QF1
QF2
QF1 QF2
问题：供电可靠性降低 措施：加装自动投入装置
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第四章 电气主接线
§4.4 限制短路电流的方法
限制断路电流的目的
① 能够选择到符合要求的断路器； ② 能够选择到轻型断路器。
一、装设限流电抗器
1. 普通电抗器
限制短路电流的方法
行业资料：________ 限制短路电流的方法单位：______________________部门：______________________日期：______年_____月_____日第1 页共9 页限制短路电流的方法目前在电力系统中，用得较多的限制短路电流的方法有以下几种：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选择发电厂和电网的接线方式通过选择发电厂和电网的电气主接线，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40km及以上的专用线路，并将这种发电机—变压器—线路单元连接到距其最近的枢纽变电所的母线上，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—星形接线的同容量普通变压器来代替系统枢纽点的联络自耦变压器。
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。
电网经常解列是将机组和线路分配在不同的母线系统或母线分段上，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第 2 页共 9 页线(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在大容量发电厂中为限制短路电流可采用低压侧带分裂绕组的变压器，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6～10kV配电装置中的短路电流，可以在母线上装设分段电抗器。
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x12? 2(xL? xM)? 2xL(1? f)?3xL （f ? 0.5）
由此可见，从而解决了限制短路电流与保证正常
压降不超过允许值的矛盾。
（三）采用低压分裂绕组的变压器
1、特点：
相当于双绕组变压器低压侧是两个完全相同的线圈并绕，即
（二）加装限流电抗器 1、加装普通电抗器
根据电抗器的安装地点和作用可分为：母线电抗器和出 线电抗器两种。 （1）线路电抗器
主要用来限制电缆馈线回路中的短路电流。由于电缆的 电抗小，且分布电容大，即便在电缆馈线末端发生短路故 障，也和在机压母线上发生短路相差不多，为了选择轻型 QF，同时馈线的电缆不致因短路电流而加大截面，常在出线 侧加装电抗器。如下图所示，L2，它只能在电抗器后，如K3 点短路才有限制IK的作用。
是让发电机出口 QF、变压器低压侧 QF、母联及分段 QF都按各自回路额定电流来选择，不因 IK过大而升 级，无论厂内（ K1或K2）或厂外（ K3）短路，L1
均 能起作用，但主要是限制厂内短路电流 IK。
L1电抗器的额定电流：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 流来选择，（一般取母线上因事故切除最大 容量发电机的额定电流的50-80%）。电抗
K2 W
K3 L2 QF
L1
G1
电抗器的接法接线
K1 G2
限制短路电流的作用 : ①限制 IK，选择轻型 QF。 ②故障时，维持母线残压（≥ 65%） 缺点: ①正常运行时有电压损耗和功率损耗，因此，其百 分电抗值通常为（ 3-6）%。 ②使配电装置构造复杂。
（2）母线电抗器 装在母线分段的地方（如上图中 L1），其目的
的
额定电流与所控制回路的额定电流相匹配。
3、使设备免受大的电动力和发热的影响。
对IK的限制的程度，取决于限制措施的费用与技术上的受益程 度二者之间的比较结果。 各种限流措施，其实质都可归结为增大电源至短路点的 等效电抗。这些措施从设计着手并依靠正确的运行来实现
二、限制IK的措施 （一）选择适当的主接线形式和运行方式 1、大容量机组可采用单元接线。 2、降压变压所中，可采用在变压器低压侧分列运行，即“母
M ? M ( f一般为 0 . 4 ? 0 . 6 )
L1 L2
L
正常运行时，每臂的运行电抗（穿越型电抗） X ? XL ? XM ? XL ? fXL ? (1 ? f ) XL
正常运行时
每一分支电压降：? U ? I (1 ? f )xL
若取 f ? 0.，5 则x正=0.5xL
②短路运行时 (设在分支1处短路)
第四节限制短路电流的措施
主要内容 ：
1. 采用不同的主接线形式和运行方式 2. 装设限流电抗器 3. 采用低压分裂绕组变压器
限制短路电流的方法
一、为什么要限制IK？其目的是什么？ 由于IK流过电器设备产生发热和强大的电磁力（电动力），直
接影响设备的安全运行，另外，由于IK过大，造成所选电器设备 性能指标提高，因此，必须限制IK： 1、对大功率系统要求克服QF的开断容量（INbr）不足的缺点。 2、对于小功率系统，可以采用轻型设备。所谓“轻型”是指QF
线 硬分段”。（双母线接线中母联QF断开，进出线分别接于两
组 母线，双母线采用单母线分段运行，此方式在变电站称为硬母 线分段，可减少短路电流。） 3、对具有双回供电线路，在负荷允许的条件下按单回运行。 4、对环形电网，可在环网中穿越功率最小处开环运行。
上述方法其实质是：增大系统阻抗，以达到限制IK的目的， 但这样会降低供电的可靠性和灵活性，同时，系统线损也相应 增大。
百 分数：取8-12%
2、加装分裂电抗器 它在结构上与普通电抗器相似，只是中心有一个抽头【如下
图所示】，但它的限流效果比普通电抗器要好，并且要多供一 倍的出线，故被广泛采用。如图(a)所示 ，中间抽头3一般接电 源，两个支路1、2连接大致相等的两组负荷。
3
1
2
（a）分裂电抗器接线图
3
3
- fxL
(1 - f )xL I
x2'=x2”U2'N=U2”N，S2'N=S2”N，按变压器原理作电路图，
如下图
所示。 1
1
1
I
T
x
x 11Ix来自xx 2'
x 2
2'
2
2
2'
2
图（a）扩大单元接线
2' 图（b）等值电路
分裂绕组变压器及其
2
2
图（c）正常工作时的等值电路
等值电路
(1 + f ) xL
1 (1 + f )xL 2
1
(1 - f )xL
2
(b) 等值电路
(c)正常运行时等值电路
分裂电抗器等值电路
1）分析限流原理
两个分支自感系数(L1，L2)及自感抗(xL1，xL2)相同，即：
L1=L2=L , xL1=xL2= xL=ωL，两个分支间有磁的耦合，若互
感 系数为f为: f ?