1  概述

随着电网规模日益扩大，互联程度日益增强，一旦电力系统发生短路故障时，短路电流一般为额定电流的十几倍，给变压器、发电机、断路器、输电线路等电气设备造成很大危害，  而目前较为经济实用的真空断路器的开断能力均在40kA以下，开断时间需要几十毫秒，主变压器容量也相应增大，各用户电网系统面临短路电流已经接近和达到负载真空断路器的最大使用极限，负载侧真空断路器开断容量不足、变压器抗短路电流冲击能力设计不足等问题，严重威胁着电力系统的安全运行。因此很多电力用户主要采用以下两种方法来限制系统因短路带来大的短路电流对系统造成的危害：

①  采用高阻抗变压器限制系统短路电流；

缺陷：高阻抗变压器其实就是内置电抗器的变压器，故不能有效地控制电抗器的漏磁通 分布，在电抗器及其周围部件中易产生局部过热和引起过大的机械振动，电动力减少甚微，还带来了有功无功损耗、投资成本上升。

②  采用串联限流电抗器。

缺陷：带来了有功无功损耗、母线压降、漏磁场等弊病，电抗器的有功功耗大。比如：额定电压6 kV，额定电流2 000 A，电抗率8％ 的电抗器的有功损耗约为9kW，其无功损耗更大，导致运行不经济。

电抗器强大的漏磁场使通讯系统及微机监控系统受到严重的干扰，甚至无法正常工作。空心电抗器强大的漏磁场可使楼板、基础混凝土中的钢筋产生附加损耗，而且在长期的震动下，将使混凝土松软，影响混凝土基础和厂房的寿命。

系统发生短路时不能有效的保护发电机、变压器等主要电气设备，在巨大的短路电流冲击下产生绕组变形而损坏，灾难性事故发生。

目前市场上使用的爆炸型大容量高速开断装置和电抗器并联运行，虽然解决了电抗器有功无功损耗、电压降、漏磁场问题，但还存在以下缺陷：

① 是当发生短路故障后其一次元器件动作，电抗器投入工作并没有有效解决限流问题；

② 该装置动作一次后需要更换新的备件，方可重新投入运行，企业运行费用不仅增加，并且增加了安装柜体的空间及电抗器装置之间的母线连接，人为的设置了故障隐患点；

③ 该装置核心部件---桥体，其内部装载的是“黑索金炸药”开断器，爆炸威力巨大，是TNT的158%，爆速在密度为1.7g/cm3时达8350m/s，而且起爆极快，同时也是国家严格监管的禁品，用户在使用过程中存在一定的安全风险；

④ 该装置受使用环境、运行条件影响，特别是开断器受电动力及漏电流的干扰极易发生误动爆炸，国内已经有此情况发生。另外开断器一旦受潮其开断能力显著下降，甚至在发生短路故障时因失效而拒动。

 因而研发一种能快速、可靠的快速高压限流断路器成套装置--KVDT（以下简称装置），这不仅对电力系统安全、可靠的运行显得十分重要，而且对降低用户的设备成本也有着十分重要的意义。

2 应用范围 

KVDT装置可安装于发电厂、输电网、变电站、大型工业厂矿等场所。本装置可替代高阻抗变压器、普通串联限流电抗器、爆炸型大容量高速开断装置。用户现有的电抗器亦可与本装置并联在系统中使用，在新供用电系统设计及企业系统改造时，可利用本装置的限流电抗器，当出现短路故障时通过加大系统阻抗，使负荷侧断路器的开断电流进一步减小，降低造价。