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1、快速限流器是如何限制短路电流并保护电气系统的？快速限流器是用于限制系统异常高的短路电流的系统性的关键 设备，其限制并开断短路电流是在第一个1/4周波的次暂态过程中完 成的。极大多数的电气人对其保护机理不甚了解，那么快速限流器究 竟是如何限制短路电流并保护电气系统的呢？为了更好的理解，下面 我们用一个极端的例子以图文的方式对此予以介绍。200kA+扣常点枚阳电馮妓刑图如图所示，现有T1和T2系统要并列运行，假设馈线上断路器开 断能力为40kArms，所能承受的最大峰值电流为100kA。如图馈线位 置发生短路时，T1和T2同时向故障点馈送的短路电流均为40kArms， 那么此时流经故障点断路器的短
2、路电流为i1 + i2是80kArms，第一个 峰值电流达到200kA。远高于断路器的额定允许值。如果不采用限流 措施，断路器将无法正常开断，导致故障点断路器动、热稳定遭到破 坏。如上图所示，在母联位置加装一台UFCL快速限流器，并与母联 断路器串联。同样的馈线位置发生短路时，T2馈送的短路电流i2流 经UFCL快速限流器，限流器迅速动作并对i2加以限制（i2波形图 如图红色波形），以致此时流经故障回路总的短路电流i1 + i2的瞬时 值被限制到了断路器的100kA峰值耐受能力以下（波形图如图黑色波 形），故障点断路器能够遮断故障回路，隔离故障点，保证系统的安 全。快速限流器的应用基于超导技术
3、、固态开关技术、液态金属等技术的故障电流限制 器，由于造价及维护成本较高至今尚未实现市场商业化；而基于火工 技术的故障电流限制器即快速限流器（Is-limiter或UFCL-limiter） 由于投资成本低维护费用低并已实现市场商业化多年，且已全球范围 内得到广泛使用，所以故障电流限制器的应用将以此类设备做以介 绍。UFCL快速限流器应用于系统互联UFCL快速限流器应用于系统 互联或者母联分段位置，在这样的位置如果使用断路器不能有效的解决短路电流问题。每一个子系统都至少有一条进线，这样在UFCL快 速限流器动作后能够持续对子系统进行供电。在正常运行条件下，母 联位置加装UFCL快速限流器有很多
4、的优势：降低系统网络阻抗, 显著地降低负荷冲击（如电动机的启动）引起的电压降；改善了馈 电变压器的电流分配；降低馈电变压器的负载损耗；增强了供电 可靠性，当一个变压器发生故障时，可通过其它的变压器继续供电, 而不会引起电流中断；不用安装具有更高开断能力的开关设备，从 而降低设备投资。图1.当短路在一个系统或一条馈电出线上出现时,25 MVAXXXXX快速限流器在短路电流上升的初始阶段就会动作，在瞬时电132kV&.6kV/31.5kA XX 6.6 kv/31.5 kA当短路在一个系统或一条馈电出线上出现时，快速限流器在短路 电流上升的初始阶段就会动作，在瞬时电流达到允许值之前，就把母 线系统
5、分为两段。UFCL快速限流器开断后，短路仅由发生短路那部 分系统的电源馈送能量，现有的短路电流能够由断路器进行选择性的 开断。UFCL快速限流器的应用具有一个显著的优势，即不受短路影 响的那部分系统的电压仅在1ms内有所下降，因此敏感负荷不会受到 影响。UFCL快速限流器应用于发电机馈线当新增一台发电机并入原有 电网时，发电机反馈的额外的短路电流将有可能导致系统网络允许通 过的短路电流超过其额定允许值。此时，最行之有效也有可能是唯一 的技术方案，就是发电机出口加装UFCL快速限流器，这个应用方式 有如下优势：发电机可以直接并入电力系统，无需顾虑系统短路容 量的增加；现有的开关、电缆、母线等无需
6、更换；不需要昂贵的 发电机出口专用断路器oUFCL快速限流器与限流电抗器并联UFCL快 速限流器与限流电抗器并联（图3）。如果短路发生在电抗器下侧， 快速限流器开断并在短路电流上升的初始阶段将短路电流转移至电 抗器，然后由电抗器将电流限制到允许的水平。在正常运行情况中， 快速限流器跨接电抗器两端，这种应用的优势如下：避免电抗器的 有功电能损耗和电抗器附加的而运行成本；避免电抗器引起的压 降，特别是大电机启动时这种压降会引起很大的困难；避免了发电 机的调节问题。国际权威技术组织国际大电网会议（CIGRE）的工作组对安装故 障电流限制器的首选位置进行调研，得到的结果如图6所示。根据这 项调查，大多数快速限流器安装在母联位置（52%）,18%的应用是应用在变压器进线，另外15%安装在发电机出口。
快速限流器的原理、应用
