关于交流高压断路器的IEC标准中规定：断路器的额定失步开断电流为额定短路开断电流的25%。最严重的失步故障是两个系统的电压相位正好处于反相状态。反相故障时的开断电流I_op与断路器所在系统的接线方式有关，针对单回线和双回线接线方式分述如下。

7.2.1.1 单回路接线方式

单回路接线方式的等效电路如图7-11所示。图中，G₁和G₂表示两个远端发电机，通过输电线路以及断路器QF₁和QF₂联系起来。设在两端电源母线的出口都安装有FCL。在断路器开断失步故障前，FCL投入限流而呈现为高感抗值，忽略元件本身的电磁暂态过程，可把FCL对外等效为一电抗。考虑最严重的失步情况，即两电源反相180°，则流经断路器的失步故障电流为

式中，X_s1，X_s2为电源1和2的短路感抗；X_L为线路感抗；X_f为经济型FCL的限流电抗。

图7-11 单回路接线方式

断路器QF₁的额定开断电流I_s，一般依据QF₁出线处的短路电流来选择，近似为

由式（7-45）和式（7-46）联立可得

若两端电源系统的短路容量相同，即X_s1=X_s2=X_s，则式（7-47）可简化为

通过推导，可得到FCL的限流比α与限流电抗之间的关系满足

α=I_f′/I_f=X_s/（X_s+X_f） （7-49）式中，I_f为安装FCL前的预期短路电流，I_f′为安装FCL后的实际短路电流。

由式（7-48）和式（7-49）联立可得

由式（7-50）可知，在安装经济型FCL的系统中，若已知FCL的限流比、断路器的额定开断电流以及单位长度线路的电感值，即可求得I_op/I_s=25%时的临界线路长度。只要两电源系统之间的输电距离大于此临界长度，则失步故障电流I_op就不会超过额定开断电流的25%。

失步故障电流与额定开断电流的比值，随FCL限流比α及X₁/X_s比值的变化曲线如图7-12所示。当α=1、0.6和0.3时，线路的相对临界长度X_L/X_s分别为6、4.67和1.33。随着FCL限流比的减小，限流能力增强，同时，临界线路长度也相应降低。由以上分析可知，FCL的安装，可降低两个电源系统之间对于联络线长度的要求。(www.daowen.com)

图7-12 失步故障电流与线路阻抗的关系

7.2.1.2 双回路接线方式

分析双回路接线方式下失步故障开断情况的简化电路如图7-13所示。当QF₁点发生短路故障时，断路器QF₁与QF₂开断故障后可能引起两系统发生振荡失步，甚至造成系统崩溃。若此时两系统已经反相，则断路器QF₃开断的就是反相故障电流I_op：

图7-13 双回路接线方式

断路器QF₃的额定开断电流，仍以其出线处的短路电流为依据，即

联立式（7-51）和式（7-52）可得

令y=X_s1/（X_s2+X_L），它表示线路长度的相对大小。将式（7-49）代入式（7-53），可得到

根据式（7-54），可得到不同y值下的I_op/I_s，如图7-14所示。

图7-14 失步故障电流与y的关系

此时，无论FCL限流比为多大，I_op/I_s都随着y值的增大而呈现先大后小的趋势，即存在极值现象。而且，值得注意的是，当限流比减小时，I_op/I_s的最大值也随之减小。例如，当α=0.3时，不论线路长短，均能保证失步故障电流I_op不会超过额定开断电流的25%。

总之，无论系统属于单回路还是双回路接线方式，FCL的安装都能显著抑制失步故障电流，从而降低对两个电源系统之间联络线长度的要求，可确保反相故障电流I_op不会超过额定开断电流的25%。