第三章第三章 电气主接线电气主接线第四节第四节 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第四节第四节 限制短路电流的方法限制短路电流的方法问题的提出：问题的提出：在发电机或变电所的在发电机或变电所的610kV母线上发生母线上发生短路时，短路电流的数值可能很大，致使电短路时，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。容量升级，投资增加。 限制短路电流的方法第四节第四节 限制短路电流的方法限制短路电流的方法限制短路电流可使得：限制短路电流可使得：发电机电压和变电所的发电机电压和变电所的610kV出线回路出线回路中能采用容量不升级的电器中能采用容量不升级的电器(选择轻型断选择轻型断路器路器)及截面较小的电力电缆，节约投资。及截面较小的电力电缆，节约投资。维持母线电压于较高水平，提高供电可靠维持母线电压于较高水平，提高供电可靠性。性。限制短路电流的方法第四节第四节 限制短路电流的方法限制短路电流的方法1采用适合的主接线形式及运行方式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。支路，增大电源至短路点的等效电抗。 例如：例如：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；大容量的发电机采用单元接线形式；大容量的发电机采用单元接线形式；降压变电所中低压侧分段断路器平时断开运行，即采用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；变压器在低压侧分列运行的方式；合理地断开环网（在环网中穿越功率最小处开环运行）合理地断开环网（在环网中穿越功率最小处开环运行）等。等。这些措施都可以增大系统阻抗，减小短路电流。这些措施都可以增大系统阻抗，减小短路电流。限制短路电流的方法第四节第四节 限制短路电流的方法限制短路电流的方法2装设限流电抗器装设限流电抗器 1.装设母线分段电抗器装设母线分段电抗器普通电抗器普通电抗器分裂电抗器分裂电抗器母线电抗器母线电抗器 线路电抗器线路电抗器 限流电抗器分限流电抗器分 装设地点：装设地点：在发电机电压的在发电机电压的610kV母线分段处。母线分段处。 作用：作用：限制来自另一母线的发限制来自另一母线的发电机所提供的短路电流（限制电机所提供的短路电流（限制发电厂内部的短路电流），对发电厂内部的短路电流），对系统提供的短路电流也能起到系统提供的短路电流也能起到一定的限制作用。一定的限制作用。限制短路电流的方法 由于母线电抗器的额定电流较大，由上式可以看出：在相同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，故其故其对出出线回路的限流作用回路的限流作用较小。小。 母线电抗器的参数选择：母线电抗器的参数选择：IN =(0.5 0.8) IGmaxxL %= 8% 12%电抗有名值：电抗有名值：加装母线电抗器后：加装母线电抗器后：可使所选择的发电机、主变、分段断路器、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。母联断路器等容量不升级，减少投资。母线电抗器母线电抗器对出出线回路的限流作用回路的限流作用较小：小：限制短路电流的方法2装设线路电抗器装设线路电抗器 装装设地点：地点：在在线路隔离开关与路隔离开关与线路断路器之路断路器之间。作用：作用：限制限制电缆线路的短路路的短路电流流（架空（架空线路的路的电抗大，不需装抗大，不需装电抗抗器）。器）。 加装线路电抗器后：加装线路电抗器后：a) 可使可使电缆线路的路的断路器容量不升级；断路器容量不升级；b)电缆截面减小；截面减小；c) 维持母线残压在较高数值，这对其他回路正常运行有利。维持母线残压在较高数值，这对其他回路正常运行有利。xL %= 3% 6% 线路电抗器的参数选择：线路电抗器的参数选择：IN一般为一般为300 600A第四节第四节 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3 3装设分裂电抗器装设分裂电抗器 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。所示。 结构参数结构参数 分裂分裂电抗器是一个中抗器是一个中间有抽有抽头的的电感感线图，中，中间抽抽头将将电抗器分成了两抗器分成了两个分支（也称个分支（也称为两个臂）。两个分支两个臂）。两个分支线圈的圈的缠绕方向与方向与结构参数都相同，其构参数都相同，其间存在互感。存在互感。 分裂分裂电抗器的每臂自感抗器的每臂自感为L，两臂，两臂间的互感的互感为M，互感系数，互感系数f =M / L， 它它与与电抗器的抗器的结构有关，一般取构有关，一般取f =0.5。 每臂自感抗每臂自感抗xL=L， 两臂两臂间的互感抗的互感抗xM=M=f L=f xL。限制短路电流的方法 作用分析作用分析如果分裂如果分裂电抗器的工作方式是抗器的工作方式是公共端公共端3接接电源，两个臂源，两个臂1、2接均接均衡衡负荷。荷。 1) 正常运行正常运行时，所接的，所接的负荷荷电流大致相等但方向相反，在两个流大致相等但方向相反，在两个臂中臂中产生的磁通的方向也是相反的，生的磁通的方向也是相反的，则每臂的每臂的电压降降为 由此可由此可见，正常运行，正常运行时，由于互感的作用，每臂的，由于互感的作用，每臂的电抗抗值只只有其自感有其自感电抗的一半，故正常工作抗的一半，故正常工作时的的电压损失失较小小 。 限制短路电流的方法2) 当当1端发生短路时，若忽略臂端发生短路时，若忽略臂2上上的负荷电流，此时臂的负荷电流，此时臂1上的电压降为上的电压降为 由于由于1端端发生短路生短路时互感作用互感作用很小，每臂的等很小，每臂的等值电抗抗为每每臂的自感臂的自感电抗抗xL，大于正常运行，大于正常运行时的的电抗，故限流作用抗，故限流作用强强。 缺点：缺点：一臂一臂负荷荷变动过大大时，另一臂将，另一臂将产生生较大的大的电压波波动；一臂短路、另一臂接有一臂短路、另一臂接有负荷荷时，由于互感，由于互感电势的作用，将在另的作用，将在另一臂一臂产生感生感应过电压。 第四节第四节 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 装设地点装设地点a）装于直配电缆馈线上，每臂可以接一回或几回出线；）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；）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。）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。分裂电抗器分裂电抗器 限制短路电流的方法4 4采用低压分裂绕组变压器采用低压分裂绕组变压器 结构：结构：低低压分裂分裂绕组变压器是一种将低器是一种将低压绕组分裂成分裂成为相同容量的两个相同容量的两个绕组的的变压器，其器，其电路路图形符号及等效形符号及等效电路路见图 常常见应用用1) 常用于常用于发电机机变压器器扩大大单元接元接线（如（如图a所示），限制所示），限制发电机出口短路机出口短路时的短路的短路电流；流；2) 作作为大容量机大容量机组的高的高压厂用厂用变压器（如器（如图b所示），以限制厂用所示），以限制厂用电系系统的短路的短路电流。流。图c是它是它们的等效的等效电路，路，图d是正常运行是正常运行时的等效的等效电路路图。图c中中x1为高高压绕组电抗，数抗，数值很小。很小。x2、 x2分分别为两个分裂低两个分裂低压绕组的的电抗，它抗，它们的数的数值相等而且比相等而且比较大。大。 作用分析（请同学们自己分析）作用分析（请同学们自己分析）第四节第四节 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三、发电厂和变电所中采用的限流措施三、发电厂和变电所中采用的限流措施1. 降压变电所采用变压器在低压侧分列运行的方式；降压变电所采用变压器在低压侧分列运行的方式；310、6kV出线上装设线路电抗器。出线上装设线路电抗器。 2在主变低压侧装设普通电抗器或分裂电抗器；在主变低压侧装设普通电抗器或分裂电抗器； 1在发电机电压母线的分段回路装设电抗器；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；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。发电机电压出线上装设线路电抗器。 发电厂：发电厂： 变电所：变电所：第四节第四节 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