1  概述

隨著電網規模日益擴大，互聯程度日益增強，一旦電力系統發生短路故障時，短路電流一般為額定電流的十幾倍，給變壓器、發電機、斷路器、輸電線路等電氣設備造成很大危害，  而目前較為經濟實用的真空斷路器的開斷能力均在40kA以下，開斷時間需要幾十毫秒，主變壓器容量也相應增大，各用戶電網系統面臨短路電流已經接近和達到負載真空斷路器的最大使用極限，負載側真空斷路器開斷容量不足、變壓器抗短路電流沖擊能力設計不足等問題，嚴重威脅著電力系統的安全運行。因此很多電力用戶主要采用以下兩種方法來限制系統因短路帶來大的短路電流對系統造成的危害：

①  采用高阻抗變壓器限制系統短路電流；

缺陷：高阻抗變壓器其實就是內置電抗器的變壓器，故不能有效地控制電抗器的漏磁通 分布，在電抗器及其周圍部件中易產生局部過熱和引起過大的機械振動，電動力減少甚微，還帶來了有功無功損耗、投資成本上升。

②  采用串聯限流電抗器。

缺陷：帶來了有功無功損耗、母線壓降、漏磁場等弊病，電抗器的有功功耗大。比如：額定電壓6 kV，額定電流2 000 A，電抗率8％ 的電抗器的有功損耗約為9kW，其無功損耗更大，導致運行不經濟。

電抗器強大的漏磁場使通訊系統及微機監控系統受到嚴重的干擾，甚至無法正常工作。空心電抗器強大的漏磁場可使樓板、基礎混凝土中的鋼筋產生附加損耗，而且在長期的震動下，將使混凝土松軟，影響混凝土基礎和廠房的壽命。

系統發生短路時不能有效的保護發電機、變壓器等主要電氣設備，在巨大的短路電流沖擊下產生繞組變形而損壞，災難性事故發生。

目前市場上使用的爆炸型大容量高速開斷裝置和電抗器并聯運行，雖然解決了電抗器有功無功損耗、電壓降、漏磁場問題，但還存在以下缺陷：

① 是當發生短路故障后其一次元器件動作，電抗器投入工作并沒有有效解決限流問題；

② 該裝置動作一次后需要更換新的備件，方可重新投入運行，企業運行費用不僅增加，并且增加了安裝柜體的空間及電抗器裝置之間的母線連接，人為的設置了故障隱患點；

③ 該裝置核心部件---橋體，其內部裝載的是“黑索金炸藥”開斷器，爆炸威力巨大，是TNT的158%，爆速在密度為1.7g/cm3時達8350m/s，而且起爆極快，同時也是國家嚴格監管的禁品，用戶在使用過程中存在一定的安全風險；

④ 該裝置受使用環境、運行條件影響，特別是開斷器受電動力及漏電流的干擾極易發生誤動爆炸，國內已經有此情況發生。另外開斷器一旦受潮其開斷能力顯著下降，甚至在發生短路故障時因失效而拒動。

 因而研發一種能快速、可靠的快速高壓限流斷路器成套裝置--KVDT（以下簡稱裝置），這不僅對電力系統安全、可靠的運行顯得十分重要，而且對降低用戶的設備成本也有著十分重要的意義。

2 應用范圍 

KVDT裝置可安裝于發電廠、輸電網、變電站、大型工業廠礦等場所。本裝置可替代高阻抗變壓器、普通串聯限流電抗器、爆炸型大容量高速開斷裝置。用戶現有的電抗器亦可與本裝置并聯在系統中使用，在新供用電系統設計及企業系統改造時，可利用本裝置的限流電抗器，當出現短路故障時通過加大系統阻抗，使負荷側斷路器的開斷電流進一步減小，降低造價。