第四章 第四节 限制短路电流的方法

三、采用低压分裂绕组变压器 当发电机容量较大时，采用低压分裂绕组变压 器 组成扩大单元接线 由于分裂绕组变压器在 器，组成扩大单元接线。由于分裂绕组变压器在 正常工作和低压侧短路时其电抗值不相同，从而 起到限制短路电流效果。 起到限制短路电流效果
1
1
1
wenku.baidu.comx1
I
x12 x2
2
x2
2
I 2
优点： 当线路电抗器后发生短路时（如K3点），电压降主要产 生在电抗器上，这不仅限制了短路电流，而且能在母线上 维持较高的剩余电压，一般都大于65%UN，这对非故障用 户，尤其对电动机极为有利，能提高供电可靠性。
缺点： 在直配线路上安装电抗器时，因馈线回路数多，相应出 线电抗器数量也多，总投资加大，从而使配电装置构造复 杂；在正常运行时也将产生较大的电压损失和较多的功率 损耗。
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 分裂电抗器的电压损失只是普通电抗器 运行时，分裂电抗器的电压损失只是普通电抗器 的一半，而且比普通电抗器多供一倍的出线，从 而减少了电抗器的数目 减少了设备的占地面积 而减少了电抗器的数目，减少了设备的占地面积， 有利于设备布置，故被广泛应用。
（2）加装母线电抗器
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使容量升级。
母线分段处是正常工作情况下，电流流动最小的地方，在此装 设电抗器，所引起的电压损失和功率损耗都比装在其它地方为小。
2 2 2
I 2
2
G
G
2
x2 , x2分别为高压绕组开路时，两个 设 x1 为高压绕组电抗； 低压分裂绕组的漏抗； x12 为高低压绕组正常工作时的等值电 抗。在正常工作时，若通过高压绕组电流为 I ，每个低压绕 组流过相同的电流为 I / 2，其电压降关系为： 其电压降关系为 I Ix12 Ix1 x2 2 1 故得 x12 x1 x2 2 假设高压侧开路 低压侧一台发电机出口处短路 通过两 假设高压侧开路，低压侧一台发电机出口处短路，通过两 分裂绕组的电抗为： x22 x2 x2 如果x2＝x2
第四节 限制短路电流的方法
加装限流电抗器 采用低压分裂绕组变压器 选择适当的主接线形式和运行方式
二、加装限流电抗器 1.加装普通电抗器 （1）加装线路电抗器 （2）加装母线电抗器 2.加装分裂电抗器
K3
L2
QF K2 W L1 K1
G
G
1.加装普通电抗器 （1）加装线路电抗器
主要用来限制电缆馈线回路电流。 为了出线能选用轻型断路器，同时馈线的电缆也不致因短路发热 而需加大截面，常在出线端加装出线电抗器。它只能在电抗器以后如 K3短路时，才有了限制短路电流的作用。 由于架空线路本身的感抗值较大，不长一段线路就可以把出线上 的短路电流限制到装设轻型断路器的数值上，因此通常架空线路上不 装设电抗器。
2.加装分裂电抗器 分裂电抗器 结构上与普通电抗器相似，只是绕组中心有一 个抽头。中间抽头3一般用来连接电源，两个分支 般用来连接电源，两个分支 （又称为两臂）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。
3
3
(1 f ) xL
(1 f ) xL
1
2
1
2
分裂电抗器接线图
正常运行时等值电路图
两支分支的自感相同，每个分支的自感电抗 xL L 。 两个分支间有磁耦合，若互感为 M ，则互感系数为： M M ( f一般为 般为0.4 ~ 0.6) f L L1 L2 于是，互感抗为：
xM M Lf fxL
正常运行时，使两分支电流大小相等，由于两电流反向 流过两臂，每一分支的电压降为：
因此：
x22 2 x2
1 x12 x1 x2 2 4
低压分裂绕组正常运行时的电抗值，只相当于两分裂绕 组短路电抗的1/4。当 。当一个分裂绕组（如 个分裂绕组（如 2 ）出线发生短路 2 x2）的限 时，来自另一发电机的短路电流将遇到 x22 （即 1 制，来自系统的短路电流则遇到 x1 x2 x12 x22 的限 4 制，这些电抗值都很大，能起到限制短路电流的作用。 所以 对大容量发 机 所以，对大容量发电机组，采用低压分裂绕组接线比较 采用低压分裂绕 接线比较 方便。
U IxL IxM IxL (1 f )
若取 f 0.5 ，则 U 0.5IxL ，即正常运行时，电抗器的 运行电抗为0.5 xL 。 若分支1出线短路时，若忽略分支2的负荷电流，分支1上 的电压降为U Ix 即短路时 电抗器的电抗为 xL 。 I L ，即短路时，电抗器的电抗为