风力发电厂及变电站电气设备应用与控制技术：限流电器

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1、第五编!风力发电厂及变电站电气设备应用与控制技术#######################################第四章!限流电器限流电器在电力系统中用来提高供电线路中的短路阻抗，从而起到限制短路电流的作用。本章主要是从限流的原理和限流的方法讲起，然后再讲述两种常用的限流电器即分裂电抗器和分裂变压器的工作原理。限流电器的工作原理主要是：流过正常电流时，在它上面产生的压降不会影响供电电压的质量，而发生短路流过短路电流时，又可以起到限制短路电流的作用。本章将围绕这一工作原理进行讲解。第一节!限流原理与措施在电力系统中，短路电流是随着系统的装机容量增大而增大的。在大容量发电厂以及电力网

2、络中可能会由于短路电流太大从而使得一些电气设备比如断路器等的选择难以实现。在这种情况下，可能要提高容量等级才能选择出合适的电气设备。但是提高容量等级来选择电气设备经济性差，为了采用价格较便宜的轻型电器以及选择截面比较小的导线，一般在发电厂和变电所的接线中采用一些限制短路电流的措施，减小短路电流。各种限流措施最终的目的是增大电源到短路点的等效电抗，从而达到限流的效果。一、选择合适的主接线形式和运行方式我们知道，在电路中并联支路越多，则它的等效阻抗越小，而串联支路越多，则它的等效阻抗越大。选择合适的主接线形式和运行方式来限制短路电流，主要是从增多串联支路，减少并联支路这一思路出发，从而达到限流效

3、果。具体方法有："）在具有大容量发电机的发电厂中采用单元接线，主要是用来减小发电机端部短路以及母线短路时的短路电流。#）双回线运行使其转为单回线运行。如图$%"（&）所示，单回线运行比双回线并联运行时表现出来的电抗大。单回线运行时，若’，点发生短路，则流过"()的短路电流要比双回线运行时小。*）两台变压器并联运行时，在其低压侧分裂运行。如图$%"（+）所示，如果在低压侧分裂运行，在’：点发生短路时流过#()的短路电流比低压侧不分裂运行时小。但是，采用低压侧分裂运行时，要求母线,和母线!的负荷大小必须相同，否则变压器的电能损耗要比并联运行时大。其次就是为了提高它的供电可靠性，必须在*()上装上

4、备用电源自动投入装置，否则当"-（或#-）发生故障时会造成负荷"（或#）停电。$）对于环网则实行开环运行。开环运行一般要求在穿越功率最小处开环。为了限制短路电流，可以采用适当的主接线形式和运行方式。但是电网的主接线形·/*.·第五编$风力发电厂及变电站电气设备应用与控制技术#######################################图!"#$双回线路的运行方式式和运行方式是受电力系统运行的要求及电力负荷的要求所限制的。二、采用限流电抗器这一方法主要是在需要限流的支路上串联一个限流电抗器，使电路的阻抗值增大，达到限制短路电流的目的，从而可以选择容量较小的电气设备，减少投资。在

5、线路发生故障的情况下，限流电抗器能维持母线较高的电压水平，保证用户电气设备工作的稳定性。一般我们把安装在母线分段上的称为母线分段电抗器。而装在出线上的称为出线电抗器。在装限流电抗器时一般都是从母线出发先到断路器再到电抗器。由图!"%可知，当&#发生短路时母线电抗器’()能起到限制从*%过来的短路电流。而当&+发生短路时，出线电抗器和母线电抗器都能起到限制短路电流的作用。可见无论是发电厂内还是发电厂外发生短路，母线电抗器都能起到限制短路电流的作用。图!"%$电抗器的作用和接法一般我们在母线上都装有母线电抗器。母线电抗器不仅能限制母线的短路电流，同时也能限制出线的短路电流。在电力系统中，由于架空

6、出线的电抗值很大，如果再加装·-!,·第五编!风力发电厂及变电站电气设备应用与控制技术#######################################出线电抗器，则意义不大。而电缆出线电容很大，如果装上出线电抗器的话，它的限流效果则较好。因此一般不在架空出线上装设限流电抗器，而在电缆出线上装设。三、采用分裂变压器这种方法一般用在具有大型发电机组的发电厂中。而且大型机组的厂用变压器要向两段独立的母线供电，此时要求两段母线之间有较大的阻抗，以减少一段母线短路时，由另一段母线所接的电动机而来的反馈电流。为了达到限制短路电流的要求，一般采用分裂变压器代替普通变压器。它的工作原理见后面章

7、节的分析。第二节!电抗器一、普通限流电抗器普通限流电抗器是单相、中间无抽头的空心电感线圈。在发电厂和降压变电所的"#$%&’配电装置中，常采用水泥电抗器。它是一个无导磁材料的空心电感线圈，它的绕组是由导线在同一个平面上绕成螺旋形的饼式线圈叠在一起构成，在沿线圈周围均匀对称的地方设有支架，在支架上用混凝土浇装成一个水泥支柱，作用于电抗器的骨架，并把线圈固定在骨架上。新型电抗器采用绝缘性能优良的聚酯薄膜与双层玻璃