第３６卷第９期２００８年９月
Ｅａｓｔ
姜氧电力
ＯｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ
Ｖ０１．３６Ｓｅｐｔ．
Ｎｏ．９２００８
短路电流限制器技术综述
张铭
（华东电网有限公司，上海２００００２）
摘要：短路电流限制器的核心理念是正常运行时呈零阻抗（或低阻抗）、在短路故障时呈高阻抗，从而起到限制短路电流的作用，对几种短路电流限制器技术的原理、技术特点以及应用作了介绍和归纳，以期为电网选择限流措施提供参考。
关键词：短路电流限制器；限流措施；电网
作者简介：张铭（１９７７－），男，秘书处处长，从事电网运行管理工作。中图分类号：ＴＭ７１３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－９５２９（２００８）０９－００４３．０４
Ｒｅｖｉｅｗｆｏｒｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔｌｉｍｉｔｅｒｓ
ＺＨＡＮＧ
Ｍｉｎｇ
（ＥａｓｔＣｈｉｎａＧｒｉｄＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ
ｌｉｍｉｔｅｒｐｒｏｖｉｄｅｓ
ｌｏｗｉｍｐｅｄａｎｃｅｄｕｒｉｎｇｎｏｒｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｏｆｆｅｒｓ
ｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏ
ｏｒ
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ｉｍｐｅｄａｎｃｅｄｕｒｉｎｇ
ｃｕｉｔ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｓｈｏｒｔ—ｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔｓ．Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
ａｒｅ
ｆｅａｔｕｒｅｓ，ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｓｈｏｒｔ－ｃｉｒ－
ｌｉｍｉｔｅｍ
ａｎａｌｙｚｅｄ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ａｎｄ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ
ｌｉｍｉｔｅｒ；ｃｕｒｒｅｎｔ・ｌｉｍｉｔｉｎｇ
ｍｅａｓｕｒｅ；鲥ｄ低。
目前已经提出的短路电流限制器种类很多，根据其关键技术特点可分为驱动型、静止型以及材料型３类。１．１驱动型限流器
２０世纪７０年代ＥＰＲＩ提出基于现代电力电子及控制技术的短路电流限制器概念，有别于通过改变正常运行方式下电网结构来实现限流的传统限流措施，其核心是在电网正常运行情况下呈现零阻抗或低阻抗，在电网发生短路故障时阻抗增大以达到限流目的。随着电力电子技术、现代控制技术、高温超导技术和新材料技术的发展，基于这一核心理念的各种新型短路电流限制器不断涌现。
（１）机械开关驱动型限流器
包括分流式和谐振式两种。在正常状态下，限流器呈现零阻抗；发生故障时，通过机械开关的操作将限流电抗器串入回路（分流式）或者改变
ｌ短路电流限制器技术
短路电流限制器（简称ＳＣＣＬ）旨在不改变电网正常运行特性的前提下，实现对短路电流的限
限流器中ＬＣ谐振方式：由串联谐振转换为并联谐振（谐振式），从而增大限流器阻抗以达到限流
目的。由于机械开关的快速投切存在困难，故未能得到真正的应用，只是处于初期提出的设想阶段。
（２）电磁驱动型限流器
由具有交流绕组的Ｕ型铁心和具有可调空气隙的衔铁组成，如图ｌ所示。在正常情况下，空气隙较大，串人线路的感抗较小；当发生短路故障后，短路电流产生的磁场力会在短路发生后的半个周波内，吸引衔铁，使空气隙减小，使交流线圈的感抗增大以达到限制短路电流的目的。
（３）熔断器驱动型限流器
制。在电力系统短路故障期间，使故障点的等值
阻抗增大，从而把系统中的短路电流减小到可控、
安全的水平。理想的短路电流限制器应具有的主
要特性：正常运行时装置呈现零阻抗或低阻抗，故障发生后呈现高阻抗；发生故障后，在极短时间内动作，限制短路后的第一个峰值电流；正常运行时有功损耗很小；限制后的电流不影响继电保护等设备的正确动作；装置可靠性高，能自动复位和多次连续动作；设备占用空间小，成本及运行费用
４４（总］０６６）
凳氧电力
２００８，３６（９）
图１电磁型故障限沉器
将熔断器与大电流载流设备配合使用，即
ＦＳＲ。它由桥体、限流熔断器、高能氧化锌电阻和测控单元组合而成。桥体为可爆破开断的载流隔离器。其电阻是斗Ｑ级的，而与之并联的熔断器是ｍＱ级的电阻，所以正常状态下电流几乎全部从载流隔离器流过，不会引起装置误动。短路故障发生时，测控单元检测到电流及其变化率超过整定值后，就发出点火脉冲，引爆载流隔离器中的雷管及炸药，爆炸产生的推力或撞击力将载流隔
离器从载流状态转变为隔离状态，于是故障电流
瞬间转移到熔断器中，由熔断器完成限流开断。
目前，国内外许多厂家都拥有针对不同配网电压等级的熔断器驱动型限流器产品。
（４）电弧驱动型限流器
主要由换流元件、高速开关、限流元件组成。
在正常情况下，电流从闭合的高速开关流过，不经
过换流元件。当发生短路故障后，高速开关打开，
产生的电弧在开关之间燃烧，在电动斥力的作用下，电弧向着换流元件顶端移动，直到电弧熄灭为
止。当电弧熄灭时，限流元件被接入主电路中，起
到限流的作用。电弧型故障限流器的优点是可重
用，结构简单，响应速度快，一般用于中、低压配电
网络。
１．２静止型限流器
随着现代电力电子技术的快速发展，静止型限流器（电力电子型短路电流限制器）在超高压电网中的应用成为可能。其特点是通过电力电子元件的快速动作，实现限流器在不同状况下阻抗
的快速转变。其主要类型包括：
（１）并联谐振型
在图２（ａ）中，电容Ｃ与线路串联，正常情况
下提供串联补偿。当发生短路故障时，晶闸管触
发并快速导通，利用ＬＣ并联谐振电路产生的大阻抗将短路电流控制至断路器容许开断的水平内，断路器动作断开故障线路，加在晶闸管上的触发脉冲消失，晶闸管恢复到正常的关断状态。
在图２（ｂ）中，正常情况下，门极可关断（简称ＧＴＯ）晶闸管开关导通。发生短路故障后，ＧＴＯ
开关关断，短路电流被转移到谐振电路中，从而达
到限流的目的。图２（ａ）电路中的晶闸管开关只
在故障时导通；图２（ｂ）中的ＧＴＯ开关在正常情
况下持续导通，会产生有功损耗。而且，ＧＴＯ必
须选择大功率，昂贵的器件。所以，图２（ａ）所示电路更具实用价值。
（ａ）ＴＨ型（ｂ）ＧＴＯ型
图２并联谐振型故障限流器
（２）串联谐振（补偿）型限流器
由一个串联在线路中的电容Ｃ∥决速动作的固态开关ＳＷ，和与电容串联的电感Ｌ。组成，如
图３所示。Ｃ。和Ｌ，的合成阻抗呈容性。正常情况下，固态开关ＳＷ。不导通，故障限流器可以补
偿传输线的串联电抗，提高线路的输送能力。在故障情况下，固态开关ＳＷ．快速导通，旁路掉串联电容，达到限制短路电流的目的。低阻抗ｚ。限
制流过固态开关ＳＷ。的浪涌电流。过电压保护
设备（金属氧化物变阻器，ＺｎＯ），ＳＷ，的后备开关
ＢＰＳ也分别与电容Ｃ。并联，ｚ：用来限制流过后备开关ＢＰＳ的浪涌电流。
图３串联谐振（补偿）型故障限流器
’短路电流超标的地方一般不需要串联电容补偿，即正常运行时，其等值阻抗应接近零，Ｌ。和Ｃ。
形成串联谐振，所以，串联补偿型限流器就变成串
联谐振型限流器。这就是ＳＩＥＭＥＮＳ提出的基于７ｒＰｓＣ的短路电流限制器，ＴＰｓＣ和串联电抗器均已在超高压系统获得了实际应用。目前华东电网与中国电科院合作，正在进行短路电流限制器在
５００
ｋＶ电网中的示范工程研究。
张铭短路电流限制器技术综述
４５（总１０６７）
（３）整流型限流器
浙江大学电力电子国家重点实验室在专利基础上提出了可在配网中应用的单相桥式固态短路电流限制器，原理如图４，其结构简单，在限制短路电流时无过电压产生，可进行包括自动重合闸在内的各种复杂操作，并可方便地扩展到三相电路中。
图４整流型限流器原理Ｊ奎ｌ
正常工况下Ｓ。、Ｓ：控制电流ｉ在正负半波正常流通，调节直流电源使电流ｉ。＞ｉ，正常工作时
装置几乎呈零阻抗。当负载侧发生短路，电流ｉ
跳至ｉ。．时，电感Ｌ立即自动串入回路限制短路电流。关断时只要封锁一组晶闸管的门控脉冲，电流过零时即可自动关断，而电感电流经另一组晶闸管续流，不会产生过电压。不足是容量有限，并有一定的直流损耗。
（４）基于ＦＡＣＴＳ技术的限流器
ＦＡＣＴＳ技术的提出为有效抑制短路电流提
供了新的手段。对ＦＡＣＴＳ装置在故障期间的特性进行适当的控制，可使之具备短路电流限制的
功能。
１）晶闸管控制的串联补偿（ＴＣＳＣ）
结构如图７所示。当系统发生短路后，调节
晶闸管的导通角，使ＴＣＳＣ产生一个大的感抗。此时，ＴＣＳＣ应能承受短路电流的作用。由西门子
公司生产的ＴＣＳＣ，于１９９２年在美国的Ｋａｙｅｎｔａ变
电站投入运行。运行期间起到了应有的限流效果。
金属氧化物变阻器
图５
ＴＣＳＣ结构图
２）晶闸管控制的移相器（ＴＣＰＳ）和相间功率控制器（ＩＰＣ）
晶闸管控制的移相变压器（ＴＣＰＳ）是在线路
上接入一个串联变压器，使其电压与线路某点电
压向量相垂直，在移相器的输入和输出电压产生相位移。通过控制晶闸管触发角，串联变压器电压的大小和相角可连续变化。发生短路故障时。
ＴＣＰＳ可在传输线路中快速串人一个感性或容性
的电压，此特性可以用来增加或减少线路中流过的电流。
相间功率控制器可分为调谐型和非调谐型两
种，调谐型ＩＰＣ的结构是在每相输电线中串人两
个并联的电容和电感分支，并使其分别与一个移
相器相串联。非调谐型ＩＰＣ的电感支路采用移相
变压器来实现，同时省略电容支路的移相器。仿
真结果表明，调谐型ＩＰＣ比非调谐型ＩＰＣ有更好
的短路电流限制特性。而且，相间功率控制器比
常规的移相变压器有更好的限流效果。
３）静止同步串联补偿（ＳＳＳＣ）和统一潮流控
制器（ＵＰＦＣ）
．ＳＳＳＣ可以看成是串联在输电线路中可变电
压源（Ｋ）和移相变压器的漏抗（墨）的组合。它在输电线路中的模型如图６所示。在正常情况
下，ＳＳＳＣ的注入电压与线路电流正交，串联补偿
传输线电抗的作用。当线路发生短路故障时，
ＳＳＳＣ的串联电压Ｋ保持不变，此时由于短路电流远远大于正常时的负载电流，ＳＳＳＣ漏抗上的感性压降远远大于Ｋ，所以ＳＳＳＣ合成后的的效果
相当于串在线路中的电感性元件，起到了限制短
路电流的作用。
统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）由两个逆变桥和一个直流电容构成。串联部分的逆变桥可以在短路故障发生时串人一个感性电压，其原理与静态同步无功补偿（ＳＳＳＣ）类似。
厂■一面］ｊ矿ｓ醅“；
图６ＳＳｓｃ在传输线路中的元件模型
１．３材料型限流器
材料型短路电流限制器主要有超导型和ＰＴＣ
材料型。
（１）超导型限流器
当系统因故障等原因出现过电流且其值大于超导体的临界电流时，超导体瞬时失超，产生非线
４６（总１０６８）
妻氧电力
流其效果不佳。
将一系列ＰＴＣ热敏电阻和压控可变电阻并联单元串联而构成的ＰＴＣ限流器，可应用于中压配电网络上。该限流器经ＡＢＢ设在挪威的１２
ｍｓ内把６．５ｋＡ的短路电流限制到１．１３
ｋＶ
性高电阻，从而限制了短路电流。
根据动作原理的不同，可将超导故障限流器分为失超型和不失超型。前者利用超导体从超导态到正常的阻抗急剧变化特性改变线路阻抗；后者则通过辅助电路实现线路阻抗的改变。在系统正常运行时，失超型限流器处于低阻状态。当故障电流超过限流器的动作电流时，失超型限流器进入高阻状态，并维持恒定；不失超型限流器则利
高压实验室进行了性能测试，结果表明它可以在
１．５
ｋＡ。
２
结语
随着电力电子技术、现代控制技术、材料技术
用辅助电路来实现阻抗随线路电流的周期性变化
在高阻与低阻状态之间的切换。而超导线圈则始终处于超导状态。
超导型限流器由于可靠性高、限流效果好而
的发展，短路电流限制技术获得了快速的发展，涌现出了许多不同原理的短路电流限制器，而且，有的已在配电网中获得了应用。从技术成熟度和制造水平看，基于电力电子技术的静止型短路电流限制器有望在超高压电网中最先获得实际的应用。
参考文献：
［１】
钱家丽．非超导型故障电流限制器的技术经济分析［Ｊ］．电网技术．２００４，２８（９）．
［２］
７
受到越来越多的关注，但是高昂的运行维护成本
限制了他在超高压电网中的推广应用。
（２）ＰＴＣ材料型限流器
瑞士ＡＢＢ公司１９９８年左右提出采用具有正
温度系数（ＰＴＣ）的聚合材料作为限制器的基本组
成成分。ＰＴＣ热敏电阻具有随温度升高其阻值快速增加的能力，所构成的限流器在正常运行状态
下呈现低阻值；当短路故障出现时，通过ＰＴＣ热敏电阻的电流急剧上升远远大于临界电流值，功率也相应急剧上升，引起温度升高，使其阻值迅速
何肇．关于改善华东电网结构、降低短路容量方案的探讨［Ｊ］，电网技术，２００４，２８（２）．
［３】王晓辉，杨增辉，余颖辉．基于ＴＰＳＣ技术的短路电流限制器在华东电网中的应用研究［Ｊ］，华东电力，２００５，３３（５）．
上升，从而达到限流目的。这种设备存在的缺点
是：由发生短路到限流器动作的时间稍长；ＰＴＣ热敏电阻比较容易受外界因素的影响；对于限制较高数值的电流，效果比较明显，而对于限制低值电
［４］陈寄炎，陈仲铭．无损耗电阻器式短路电流限制器［Ｊ】．电力系统自动化，１９９８，２２（４）．
收稿日期：２００８４１７－３１本文编辑：王志胜
２０１０年上海世界博览会园区太阳能发电将达５ＭＷ
将于２０１０年５月１日正式建成启用的中国２０１０年上海世界博览会园区，太阳能发电能力将达５ＭＷ，从而成为中国太阳能集中应用规模最大的城区之一。在新能源领域，规划用地面积达５．２８ｋｍ２的世博会园区将大面积应用太阳能，主题馆、中国馆、和谐塔等主要场馆设施以及部分国家的自建馆，都将安装太阳能设施，进而与上海主电网并网发电，为城市大规模开发利用太阳能摸索经验。
同时，在节能设备推广领域，世博会园区中的“展中展”——占地约１５ｈｍ２的城市最佳实践区的照明主体，将采用被
称为“２１世纪绿色光源”的半导体照明（ＬＥＤ），这将是半导体照明首次在中国城市街区大规模集中使用。
上半年我国节能减排获积极进展两大主要指标双降
２００８年是实现“十一五”节能减排约束性目标的关键一年，上半年在国民经济平稳较快发展的同时，全国节能减排工作取得积极进展，单位ＧＤＰ能耗和主要污染物排放都继续下降。
据统计。一季度，全国能源消费总量增长７．７％，单位ＧＤＰ能耗降低２．６２％，同比多降１．０８个百分点。经国家统计局初步测算，１—５月份全国能源消费总量低于经济增长，单位ＧＤＰ能耗保持下降。总体上看，大多数地区上半年单位ＧＤＰ能耗下降情况将好于去年同期。一季度，全国化学需氧量排放量为３６４．９万ｔ，同比下降１．０％；－－氧化硫排放量为６４６．２万ｔ，同比下降１．９％。据环境保护部估算，上半年两项指标继续保持下降趋势。
短路电流限制器技术综述
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
张铭， ZHANG Ming
华东电网有限公司,上海,200002华东电力
EAST CHINA ELECTRIC POWER2008，36(9)3次
参考文献(4条)
1. 钱家丽 非超导型故障电流限制器的技术经济分析[期刊论文]-电网技术 2004(09)2. 何肇 关于改善华东电网结构、降低短路容量方案的探讨[期刊论文]-电网技术 2004(02)
3. 王晓辉. 杨增辉. 余颖辉 基于TPSC技术的短路电流限制器在华东电网中的应用研究[期刊论文]-华东电力2005(05)
4. 陈寄炎. 陈仲铭 无损耗电阻器式短路电流限制器[期刊论文]-电力系统自动化 1998(04)
相似文献(2条)
1.期刊论文 李力. 李爱民. 吴科成. 扬振纲. 蔡泽祥. LI li. LI Aimin. WU Kecheng. YANG Zhengang. CAI Zexiang 广东电网短路电流超标问题分析和限流措施研究 -南方电网技术2009,3(z1)
分析造成广东电网及各局部电网短路电流超标的主要影响因素、分布特性和变化规律,指出500 kv侧短路电流主要取决于500 kV电网结构而220 kV侧短路电流主要与变压器容量和下接220 kV电网结构有关.限制500 kV侧短路电流的主要是采取断线,线路出串等改变电网结构的措施,限制200kV侧短路电流则要区分220 kv侧电磁环网轻、重两种情况,采取不同的措施.基于TPSC的短路电流限制器能够局部解决500 kV短路电流超标问题,且不会对系统暂稳和母线电压产影响,其实际装置研究是进一步研究的重点.
2.会议论文 李力. 李爱民. 吴科成. 扬振纲. 蔡泽祥 广东电网短路电流超标问题分析和限流措施研究 2009
分析造成广东电网及各局部电网短路电流超标的主要影响因素、分布特性和变化规律，指出500 kV侧短路电流主要取决于500 kV电网结构而220kV侧短路电流主要与变压器容量和下接220 kV电网结构有关。限制500kV侧短路电流的主要是采取断线,线路出串等改变电网结构的措施。限制200 kV侧短路电流则要区分220kV侧电磁环网轻、重两种情况,采取不同的措施。基于TPSC的短路电流限制器能够局部解决500 kV短路电流超标问题，且不会对系统暂稳和母线电压产影响，其实际装置研究是进一步研究的重点。
引证文献(3条)
1. 路敏. 桑妲. 戴峥 电网串联谐振式电流限制器应用探讨[期刊论文]-华东电力 2010(2)2. 丘文千 求取短路限流阻抗及取值范围的直接方法[期刊论文]-浙江电力 2009(6)
3. 邸亚静. 尹忠东. 肖湘宁. 黄韬 级联多电平电压质量调节装置的多目标控制[期刊论文]-电力系统自动化 2009(12)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hddl200809012.aspx授权使用：国家图书馆(gjtsg)，授权号：e6ffafa5-5baf-445b-97f6-9e4300b9e155
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第３６卷第９期２００８年９月
Ｅａｓｔ
姜氧电力
ＯｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ
Ｖ０１．３６Ｓｅｐｔ．
Ｎｏ．９２００８
短路电流限制器技术综述
张铭
（华东电网有限公司，上海２００００２）
摘要：短路电流限制器的核心理念是正常运行时呈零阻抗（或低阻抗）、在短路故障时呈高阻抗，从而起到限制短路电流的作用，对几种短路电流限制器技术的原理、技术特点以及应用作了介绍和归纳，以期为电网选择限流措施提供参考。
关键词：短路电流限制器；限流措施；电网
作者简介：张铭（１９７７－），男，秘书处处长，从事电网运行管理工作。中图分类号：ＴＭ７１３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－９５２９（２００８）０９－００４３．０４
Ｒｅｖｉｅｗｆｏｒｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔｌｉｍｉｔｅｒｓ
ＺＨＡＮＧ
Ｍｉｎｇ
（ＥａｓｔＣｈｉｎａＧｒｉｄＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ
ｌｉｍｉｔｅｒｐｒｏｖｉｄｅｓ
ｌｏｗｉｍｐｅｄａｎｃｅｄｕｒｉｎｇｎｏｒｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｏｆｆｅｒｓ
ｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏ
ｏｒ
ｈｉ【ｇｈ
ｉｍｐｅｄａｎｃｅｄｕｒｉｎｇ
ｃｕｉｔ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｓｈｏｒｔ—ｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔｓ．Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
ａｒｅ
ｆｅａｔｕｒｅｓ，ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｓｈｏｒｔ－ｃｉｒ－
ｌｉｍｉｔｅｍ
ａｎａｌｙｚｅｄ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ａｎｄ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ
ｌｉｍｉｔｅｒ；ｃｕｒｒｅｎｔ・ｌｉｍｉｔｉｎｇ
ｍｅａｓｕｒｅ；鲥ｄ低。
目前已经提出的短路电流限制器种类很多，根据其关键技术特点可分为驱动型、静止型以及材料型３类。１．１驱动型限流器
２０世纪７０年代ＥＰＲＩ提出基于现代电力电子及控制技术的短路电流限制器概念，有别于通过改变正常运行方式下电网结构来实现限流的传统限流措施，其核心是在电网正常运行情况下呈现零阻抗或低阻抗，在电网发生短路故障时阻抗增大以达到限流目的。随着电力电子技术、现代控制技术、高温超导技术和新材料技术的发展，基于这一核心理念的各种新型短路电流限制器不断涌现。
（１）机械开关驱动型限流器
包括分流式和谐振式两种。在正常状态下，限流器呈现零阻抗；发生故障时，通过机械开关的操作将限流电抗器串入回路（分流式）或者改变
ｌ短路电流限制器技术
短路电流限制器（简称ＳＣＣＬ）旨在不改变电网正常运行特性的前提下，实现对短路电流的限
限流器中ＬＣ谐振方式：由串联谐振转换为并联谐振（谐振式），从而增大限流器阻抗以达到限流
目的。由于机械开关的快速投切存在困难，故未能得到真正的应用，只是处于初期提出的设想阶段。
（２）电磁驱动型限流器
由具有交流绕组的Ｕ型铁心和具有可调空气隙的衔铁组成，如图ｌ所示。在正常情况下，空气隙较大，串人线路的感抗较小；当发生短路故障后，短路电流产生的磁场力会在短路发生后的半个周波内，吸引衔铁，使空气隙减小，使交流线圈的感抗增大以达到限制短路电流的目的。
（３）熔断器驱动型限流器
制。在电力系统短路故障期间，使故障点的等值
阻抗增大，从而把系统中的短路电流减小到可控、
安全的水平。理想的短路电流限制器应具有的主
要特性：正常运行时装置呈现零阻抗或低阻抗，故障发生后呈现高阻抗；发生故障后，在极短时间内动作，限制短路后的第一个峰值电流；正常运行时有功损耗很小；限制后的电流不影响继电保护等设备的正确动作；装置可靠性高，能自动复位和多次连续动作；设备占用空间小，成本及运行费用
４４（总］０６６）
凳氧电力
２００８，３６（９）
图１电磁型故障限沉器
将熔断器与大电流载流设备配合使用，即
ＦＳＲ。它由桥体、限流熔断器、高能氧化锌电阻和测控单元组合而成。桥体为可爆破开断的载流隔离器。其电阻是斗Ｑ级的，而与之并联的熔断器是ｍＱ级的电阻，所以正常状态下电流几乎全部从载流隔离器流过，不会引起装置误动。短路故障发生时，测控单元检测到电流及其变化率超过整定值后，就发出点火脉冲，引爆载流隔离器中的雷管及炸药，爆炸产生的推力或撞击力将载流隔
离器从载流状态转变为隔离状态，于是故障电流
瞬间转移到熔断器中，由熔断器完成限流开断。
目前，国内外许多厂家都拥有针对不同配网电压等级的熔断器驱动型限流器产品。
（４）电弧驱动型限流器
主要由换流元件、高速开关、限流元件组成。
在正常情况下，电流从闭合的高速开关流过，不经
过换流元件。当发生短路故障后，高速开关打开，
产生的电弧在开关之间燃烧，在电动斥力的作用下，电弧向着换流元件顶端移动，直到电弧熄灭为
止。当电弧熄灭时，限流元件被接入主电路中，起
到限流的作用。电弧型故障限流器的优点是可重
用，结构简单，响应速度快，一般用于中、低压配电
网络。
１．２静止型限流器
随着现代电力电子技术的快速发展，静止型限流器（电力电子型短路电流限制器）在超高压电网中的应用成为可能。其特点是通过电力电子元件的快速动作，实现限流器在不同状况下阻抗
的快速转变。其主要类型包括：
（１）并联谐振型
在图２（ａ）中，电容Ｃ与线路串联，正常情况
下提供串联补偿。当发生短路故障时，晶闸管触
发并快速导通，利用ＬＣ并联谐振电路产生的大阻抗将短路电流控制至断路器容许开断的水平内，断路器动作断开故障线路，加在晶闸管上的触发脉冲消失，晶闸管恢复到正常的关断状态。
在图２（ｂ）中，正常情况下，门极可关断（简称ＧＴＯ）晶闸管开关导通。发生短路故障后，ＧＴＯ
开关关断，短路电流被转移到谐振电路中，从而达
到限流的目的。图２（ａ）电路中的晶闸管开关只
在故障时导通；图２（ｂ）中的ＧＴＯ开关在正常情
况下持续导通，会产生有功损耗。而且，ＧＴＯ必
须选择大功率，昂贵的器件。所以，图２（ａ）所示电路更具实用价值。
（ａ）ＴＨ型（ｂ）ＧＴＯ型
图２并联谐振型故障限流器
（２）串联谐振（补偿）型限流器
由一个串联在线路中的电容Ｃ∥决速动作的固态开关ＳＷ，和与电容串联的电感Ｌ。组成，如
图３所示。Ｃ。和Ｌ，的合成阻抗呈容性。正常情况下，固态开关ＳＷ。不导通，故障限流器可以补
偿传输线的串联电抗，提高线路的输送能力。在故障情况下，固态开关ＳＷ．快速导通，旁路掉串联电容，达到限制短路电流的目的。低阻抗ｚ。限
制流过固态开关ＳＷ。的浪涌电流。过电压保护
设备（金属氧化物变阻器，ＺｎＯ），ＳＷ，的后备开关
ＢＰＳ也分别与电容Ｃ。并联，ｚ：用来限制流过后备开关ＢＰＳ的浪涌电流。
图３串联谐振（补偿）型故障限流器
’短路电流超标的地方一般不需要串联电容补偿，即正常运行时，其等值阻抗应接近零，Ｌ。和Ｃ。
形成串联谐振，所以，串联补偿型限流器就变成串
联谐振型限流器。这就是ＳＩＥＭＥＮＳ提出的基于７ｒＰｓＣ的短路电流限制器，ＴＰｓＣ和串联电抗器均已在超高压系统获得了实际应用。目前华东电网与中国电科院合作，正在进行短路电流限制器在
５００
ｋＶ电网中的示范工程研究。
张铭短路电流限制器技术综述
４５（总１０６７）
（３）整流型限流器
浙江大学电力电子国家重点实验室在专利基础上提出了可在配网中应用的单相桥式固态短路电流限制器，原理如图４，其结构简单，在限制短路电流时无过电压产生，可进行包括自动重合闸在内的各种复杂操作，并可方便地扩展到三相电路中。
图４整流型限流器原理Ｊ奎ｌ
正常工况下Ｓ。、Ｓ：控制电流ｉ在正负半波正常流通，调节直流电源使电流ｉ。＞ｉ，正常工作时
装置几乎呈零阻抗。当负载侧发生短路，电流ｉ
跳至ｉ。．时，电感Ｌ立即自动串入回路限制短路电流。关断时只要封锁一组晶闸管的门控脉冲，电流过零时即可自动关断，而电感电流经另一组晶闸管续流，不会产生过电压。不足是容量有限，并有一定的直流损耗。
（４）基于ＦＡＣＴＳ技术的限流器
ＦＡＣＴＳ技术的提出为有效抑制短路电流提
供了新的手段。对ＦＡＣＴＳ装置在故障期间的特性进行适当的控制，可使之具备短路电流限制的
功能。
１）晶闸管控制的串联补偿（ＴＣＳＣ）
结构如图７所示。当系统发生短路后，调节
晶闸管的导通角，使ＴＣＳＣ产生一个大的感抗。此时，ＴＣＳＣ应能承受短路电流的作用。由西门子
公司生产的ＴＣＳＣ，于１９９２年在美国的Ｋａｙｅｎｔａ变
电站投入运行。运行期间起到了应有的限流效果。
金属氧化物变阻器
图５
ＴＣＳＣ结构图
２）晶闸管控制的移相器（ＴＣＰＳ）和相间功率控制器（ＩＰＣ）
晶闸管控制的移相变压器（ＴＣＰＳ）是在线路
上接入一个串联变压器，使其电压与线路某点电
压向量相垂直，在移相器的输入和输出电压产生相位移。通过控制晶闸管触发角，串联变压器电压的大小和相角可连续变化。发生短路故障时。
ＴＣＰＳ可在传输线路中快速串人一个感性或容性
的电压，此特性可以用来增加或减少线路中流过的电流。
相间功率控制器可分为调谐型和非调谐型两
种，调谐型ＩＰＣ的结构是在每相输电线中串人两
个并联的电容和电感分支，并使其分别与一个移
相器相串联。非调谐型ＩＰＣ的电感支路采用移相
变压器来实现，同时省略电容支路的移相器。仿
真结果表明，调谐型ＩＰＣ比非调谐型ＩＰＣ有更好
的短路电流限制特性。而且，相间功率控制器比
常规的移相变压器有更好的限流效果。
３）静止同步串联补偿（ＳＳＳＣ）和统一潮流控
制器（ＵＰＦＣ）
．ＳＳＳＣ可以看成是串联在输电线路中可变电
压源（Ｋ）和移相变压器的漏抗（墨）的组合。它在输电线路中的模型如图６所示。在正常情况
下，ＳＳＳＣ的注入电压与线路电流正交，串联补偿
传输线电抗的作用。当线路发生短路故障时，
ＳＳＳＣ的串联电压Ｋ保持不变，此时由于短路电流远远大于正常时的负载电流，ＳＳＳＣ漏抗上的感性压降远远大于Ｋ，所以ＳＳＳＣ合成后的的效果
相当于串在线路中的电感性元件，起到了限制短
路电流的作用。
统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）由两个逆变桥和一个直流电容构成。串联部分的逆变桥可以在短路故障发生时串人一个感性电压，其原理与静态同步无功补偿（ＳＳＳＣ）类似。
厂■一面］ｊ矿ｓ醅“；
图６ＳＳｓｃ在传输线路中的元件模型
１．３材料型限流器
材料型短路电流限制器主要有超导型和ＰＴＣ
材料型。
（１）超导型限流器
当系统因故障等原因出现过电流且其值大于超导体的临界电流时，超导体瞬时失超，产生非线
４６（总１０６８）
妻氧电力
流其效果不佳。
将一系列ＰＴＣ热敏电阻和压控可变电阻并联单元串联而构成的ＰＴＣ限流器，可应用于中压配电网络上。该限流器经ＡＢＢ设在挪威的１２
ｍｓ内把６．５ｋＡ的短路电流限制到１．１３
ｋＶ
性高电阻，从而限制了短路电流。
根据动作原理的不同，可将超导故障限流器分为失超型和不失超型。前者利用超导体从超导态到正常的阻抗急剧变化特性改变线路阻抗；后者则通过辅助电路实现线路阻抗的改变。在系统正常运行时，失超型限流器处于低阻状态。当故障电流超过限流器的动作电流时，失超型限流器进入高阻状态，并维持恒定；不失超型限流器则利
高压实验室进行了性能测试，结果表明它可以在
１．５
ｋＡ。
２
结语
随着电力电子技术、现代控制技术、材料技术
用辅助电路来实现阻抗随线路电流的周期性变化
在高阻与低阻状态之间的切换。而超导线圈则始终处于超导状态。
超导型限流器由于可靠性高、限流效果好而
的发展，短路电流限制技术获得了快速的发展，涌现出了许多不同原理的短路电流限制器，而且，有的已在配电网中获得了应用。从技术成熟度和制造水平看，基于电力电子技术的静止型短路电流限制器有望在超高压电网中最先获得实际的应用。
参考文献：
［１】
钱家丽．非超导型故障电流限制器的技术经济分析［Ｊ］．电网技术．２００４，２８（９）．
［２］
７
受到越来越多的关注，但是高昂的运行维护成本
限制了他在超高压电网中的推广应用。
（２）ＰＴＣ材料型限流器
瑞士ＡＢＢ公司１９９８年左右提出采用具有正
温度系数（ＰＴＣ）的聚合材料作为限制器的基本组
成成分。ＰＴＣ热敏电阻具有随温度升高其阻值快速增加的能力，所构成的限流器在正常运行状态
下呈现低阻值；当短路故障出现时，通过ＰＴＣ热敏电阻的电流急剧上升远远大于临界电流值，功率也相应急剧上升，引起温度升高，使其阻值迅速
何肇．关于改善华东电网结构、降低短路容量方案的探讨［Ｊ］，电网技术，２００４，２８（２）．
［３】王晓辉，杨增辉，余颖辉．基于ＴＰＳＣ技术的短路电流限制器在华东电网中的应用研究［Ｊ］，华东电力，２００５，３３（５）．
上升，从而达到限流目的。这种设备存在的缺点
是：由发生短路到限流器动作的时间稍长；ＰＴＣ热敏电阻比较容易受外界因素的影响；对于限制较高数值的电流，效果比较明显，而对于限制低值电
［４］陈寄炎，陈仲铭．无损耗电阻器式短路电流限制器［Ｊ】．电力系统自动化，１９９８，２２（４）．
收稿日期：２００８４１７－３１本文编辑：王志胜
２０１０年上海世界博览会园区太阳能发电将达５ＭＷ
将于２０１０年５月１日正式建成启用的中国２０１０年上海世界博览会园区，太阳能发电能力将达５ＭＷ，从而成为中国太阳能集中应用规模最大的城区之一。在新能源领域，规划用地面积达５．２８ｋｍ２的世博会园区将大面积应用太阳能，主题馆、中国馆、和谐塔等主要场馆设施以及部分国家的自建馆，都将安装太阳能设施，进而与上海主电网并网发电，为城市大规模开发利用太阳能摸索经验。
同时，在节能设备推广领域，世博会园区中的“展中展”——占地约１５ｈｍ２的城市最佳实践区的照明主体，将采用被
称为“２１世纪绿色光源”的半导体照明（ＬＥＤ），这将是半导体照明首次在中国城市街区大规模集中使用。
上半年我国节能减排获积极进展两大主要指标双降
２００８年是实现“十一五”节能减排约束性目标的关键一年，上半年在国民经济平稳较快发展的同时，全国节能减排工作取得积极进展，单位ＧＤＰ能耗和主要污染物排放都继续下降。
据统计。一季度，全国能源消费总量增长７．７％，单位ＧＤＰ能耗降低２．６２％，同比多降１．０８个百分点。经国家统计局初步测算，１—５月份全国能源消费总量低于经济增长，单位ＧＤＰ能耗保持下降。总体上看，大多数地区上半年单位ＧＤＰ能耗下降情况将好于去年同期。一季度，全国化学需氧量排放量为３６４．９万ｔ，同比下降１．０％；－－氧化硫排放量为６４６．２万ｔ，同比下降１．９％。据环境保护部估算，上半年两项指标继续保持下降趋势。
短路电流限制器技术综述
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
张铭， ZHANG Ming
华东电网有限公司,上海,200002华东电力
EAST CHINA ELECTRIC POWER2008，36(9)3次
参考文献(4条)
1. 钱家丽 非超导型故障电流限制器的技术经济分析[期刊论文]-电网技术 2004(09)2. 何肇 关于改善华东电网结构、降低短路容量方案的探讨[期刊论文]-电网技术 2004(02)
3. 王晓辉. 杨增辉. 余颖辉 基于TPSC技术的短路电流限制器在华东电网中的应用研究[期刊论文]-华东电力2005(05)
4. 陈寄炎. 陈仲铭 无损耗电阻器式短路电流限制器[期刊论文]-电力系统自动化 1998(04)
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