4.2.切斷電流

對于供電連續性要求不高、或允許切斷部分負載的應用，安裝限流器切斷故障電流，將故障級別降低到可接受限度的設備代表了一個很好的解決方案。當檢測到電流表明故障水平高于系統故障耐受能力和斷路器開斷水平時，通過非常快速地斷開或分斷網絡來有效限制系統中的故障水平，使用安裝在聯絡柜中的限流裝置，斷開故障電流。

高壓限流器是一種特殊的限流熔斷器，滿足不同于傳統限流熔斷器大電流的應用需求，由EPRI在1970年后期開發 ，1985年推出G&W制造的第二代產品，40多年來產品線的不斷擴展、增長和改進。高壓限流器具有高連續電流，12kV電流可達6300A，額定短路開斷電流63~200kA, 開斷時間2~5ms，可用于室內或室外、陸上或海上使用，易于安裝和維護，成本效益高；高壓限流器超快速斷開短路電流還可以減免電弧閃光、電弧沖擊和傷害，在海上石油平臺，再生能源發電等領域廣泛使用，目前國際上ABB 和G&W兩家是這一產品的主要生產商。

高壓限流器的組成如圖5所示，電流限制器的電子感應和觸發通信形式，它使用實心銅母線路徑來承載主電路的連續電流，從而將損耗降低到非常低的水平。并聯的是限流熔斷器，當檢測到過電流時，銅通路打開，電流流過熔斷器，熔斷器工作以開斷故障。限流器的功能是在第一個波峰之前限制和消除部分故障電流，從而將受保護設備保持在其規定的額定值內。

圖 5 高壓限流器組成

通過備用路徑傳導連續電流，電子感應和觸發，打開主路徑并將故障電流換向限流熔斷器以清除故障，將故障電流降低到設備可以承受的能力范圍內，減少故障能量以限制損壞，最大限度地減少維修時間和成本，并保護人員，更重要的是，它可以節省金錢。在電力系統升級時，它可以在不更換或升級所有現有斷路器的情況下切斷更高的故障電流，大大節省了成本。通過購買開斷等級較低的開關設備來省錢，63kA的斷路器價格是50kA的一倍以上， 50kA斷路器價格也是40kA的1.5倍，而且占地面積大，變電站尺寸大，土建等成本高。

使用限流器切斷短路電流可以消除對電抗器的依賴，也可以繞過它們消除相關電能損失。電抗器運行成本可能需要每年數萬元，達到工廠電能損失25%。

對于前面問題描述中的LIBRA項目，如圖6所示，在G2發電機與G3發電機兩段母線之間增加限流器，當看到斜坡速率時，限流器開始運行，然后通過熔斷保險絲來分裂母線。這使得故障額定值低于 50kA ，開斷電流在開關柜的設計范圍內。在 1 臺發電機的維護計劃期間，出現短路故障，限流器可以隔離短路電流。圖 所示，限流器安裝在兩段母線之間聯絡開關柜內部，由于4000A額定電流，采用固定式安裝，對于小電流限流器，也可以安裝在抽出式手車上，抽出柜體進行維修、更換。

圖6 高壓限流器母聯柜安裝

而通過斷路器加后備限流器與限流器并聯，還可以實現系統的快速恢復，正常運行時，后備限流器斷路器分閘，短路發生，主限流器熔斷，通過斷路器合閘投入后備限流器保持系統持續運行。