1.      问题的提出

图1

图1中采用DDX1短路电流限制器旁路限流电抗器（即将限流电抗器短接）以达到节能降耗、提高电能质量、消除电抗器电磁污染的目的。但由于DDX1设备采用的是三相独立控制，即各相由其独立工作的电子控制器检测该相的故障电流从而决定该相DDX1设备是否执行快速分断动作，显然这将导致限流电抗器不一定同时投入运行的工况出现。那么这种工况是否会导致限流电抗器低压端母线电压的三相不平衡度超过相关标准的要求呢？下面我们对此作出分析。

2.      问题分析

2.1   DDX1设备为何采取三相独立控制方案

我国低压配电系统均采用中性点高阻抗接地方式，这就导致单相接地故障不会引起故障电流，而只有两相或三相短路才会出现大的故障电流，两相短路时DDX1设备任何一相动作就可切除短路电流，三相短路时DDX1设备任何两相动作就可切除短路电流，这就是说DDX1任何一相设备或电子控制器的失效不会影响整套设备的短路电流的开断功能。而采用一个控制器控制三相的方案，若控制器失效，则将导致整套设备失效，所以客观效果上这种分相独立控制方案为DDX1设备的可靠性提供了冗余配置。

另外，DDX1一旦动作就需要更换对应的开断功能部件（特种限流熔断器和快速隔离器），分相独立控制方案可保证非故障相的DDX1设备不动作，从而可明显地减小用户的运行维护成本。

2.2   国外同类产品在旁路限流电抗器时的方案

（1）美国G&W公司的Clip：分相独立控制，在旁路限流电抗器时的方案同图1；

（2）德国ABB公司的Is-Limiter：三相集中控制，在旁路限流电抗器时的方案同图1。

2.3  关于三相电压不平衡的分析

（1）依据标准：《GB/T 15543-2008 电能质量  三相电压不平衡》，电网正常运行的最小方式下，负序电压不平衡度不超过2%，短时不超过4%.

（2）计算模型：6kV/4000A系统，限流电抗器额定电流4000A、电抗率8%，6kV单段母线设计容量15MVA，最大方式允许带两段母线，如图2。

图2

（3）计算分析：

单相电抗器的电抗Z_L=6kV/(4kA*1.732)*8%=0.0693（Ω）

小方式下，单段母线上的最大负荷电流：Ie1=15000kVA/6kV*1.732=1443.4 （A）

大方式下，两段母线的最大负荷电流之和：Ie2=2 Ie1=2886.8 （A）

此时电抗器上的最大压降分别为：

U_L1=0.0693Ω×1443.4A=100V

U_L2=0.0693Ω×2886.8A=200V

显然，大方式下造成的电压不平衡度要大，下面先计算大方式下的电压不平衡度，若计算值在标准要求的限值内则不必要再计算小方式的情况，即小方式下必然自动满足。

假设母线上所带负荷接近纯阻性负荷，则系统电流I、电源电压U、电抗器压降Ul2、母线电压Um的相量关系图如下：

显然，

=5.9967（kV）

若三相系统中某相电抗器并联的DDX1装置没动作，即电抗器任然处于短接旁路状态，则对应相的母线电压将与电源电压相等。根据GB/T 15543推荐的负序不平衡度ε₂的计算方法：

其中a、b、c为三相电量，不妨设a=Uma=5.9967kV，b=Umb=5.9967kV，c=Umc=6.0kV，可计算出L=0.3333,ε₂=3.65×10^-4，可见此时的负序电压不平衡度远远小于标准允许的2%的限值。

（4）结论：对于电力系统中的普通串联限流电抗器，若三相中某相电抗器处于旁路短接状态，由此造成的三相负序电压不平衡度为万分之几，远小于标准允许的2%的限值，不会对所在的系统及相关电力设备的运行带来负面影响。