一种串联谐振型故障电流限制器制造技术

本发明专利技术提供一种串联谐振型故障电流限制器，包括电抗器L、电容器组C，所述电容器组C两端依次并联金属氧化物避雷器MOV、真空触发开关TVS和快速旁路开关K后与所述电抗器L串联；所述真空触发开关TVS与第一触发电路相连，所述快速旁路开关K与第二触发电路相连，所述第一触发电路和所述第二触发电路与触发控制器相连；所述第一触发电路和所述第二触发电路在所述触发控制器的控制下分别触发所述真空触发开关TVS和所述快速旁路开关K闭合或断开。本发明专利技术在保留传统串联谐振式故障电流限制器优点的前提下，能够显著减小限流器的结构、体积和重量，降低了整套设备造价以及限制故障电流的技术难度，缩短了限流电抗器的投入时间。

【技术实现步骤摘要】
一种串联谐振型故障电流限制器
本专利技术涉及一种故障电流限制器，具体讲涉及一种基于真空触发开关TVS和快速旁路开关K的串联谐振型故障电流限制器。
技术介绍
电力系统的迅速发展，单机和发电厂容量、变电站容量、城市和工业中心的负荷和负荷密度的增加，以及电力系统之间的互联，导致现代大电力系统各级电网中的短路电流水平不断增加。随着经济的快速发展，负荷密度急速增加。围绕着负荷中心大电源的投入更加剧了短路电流水平的增长，系统中部分地区的短路电流已经达到甚至超过断路器的开断容量，而且上升趋势越来越明显，已经严重威胁到系统的安全运行。为了有效切除短路电流，除了采用具有更大开断能力的断路器及其相关设备之外，还可采取其他措施，例如系统级措施和设备级措施。在系统级措施中，电网解列运行和母线分列运行是我国电网中经常采用的两种降低系统短路电流水平的措施。由于改变电网结构及运行方式，这种限流措施牺牲了电网的安全性、可靠性和经济性；在设备级措施中，主要是各种形式的故障电流限制器。故障电流限制器在系统正常运行时不对系统稳态运行产生影响或影响很小，故障时又能迅速将故障电流限制在合理范围之内，较其他限流措施具有较大的技术优势。然而，故障电流限制器本身较高的产品成本和较大的占地面积一直成为制约其进一步推广应用的瓶颈。
技术实现思路
为了克服现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供一种串联谐振型故障电流限制器。通过在LC串联谐振电路的电容器组两端并联金属氧化避雷器MOV、真空触发开关TVS和快速旁路开关K，并利用触发控制器和触发电路控制所述真空触发开关TVS和快速旁路开关K顺序动作；大大降低了限制故障电流的技术难度，同时使限流电抗器的投入时间大大缩短。本专利技术提供的技术方案是：一种串联谐振型故障电流限制器，包括电抗器L、电容器组C，其改进之处在于：所述电容器组C两端依次并联金属氧化物避雷器MOV、真空触发开关TVS和快速旁路开关K后与所述电抗器L串联；所述真空触发开关TVS与第一触发电路相连，所述快速旁路开关K与第二触发电路相连，所述第一触发电路和所述第二触发电路与触发控制器相连；所述触发控制器检测所述电容器组C两端的电压，并根据电压值同时发送控制信号给所述第一触发电路和所述第二触发电路；使所述第一触发电路和所述第二触发电路触发所述真空触发开关TVS和所述快速旁路开关K依次闭合。优选的，所述第一触发电路包括管母取能电流互感器CT1、隔离电流互感器CT2、第一整流桥、储能电容C1、晶闸管SCR1、晶闸管SCR2、第一触发器件和第二触发器件；所述管母取能电流互感器CT1以穿心方式套在超高压输电线路的管状母线上，其输出端与所述隔离电流互感器CT2的输入端相连，所述隔离电流互感器CT2的输出端与第一整流桥的输入端相连，所述第一整流桥的输出端与储能电容C1两端连接；所述储能电容C1的一端分别与所述晶闸管SCR1的阳极、以及所述晶闸管SCR2的阳极连接，其另一端分别与所述第一触发器件的输入端、所述第二触发器件的输入端、以及所述晶闸管SCR2的控制极相连；所述晶闸管SCR1的阴极与所述第一触发器件的另一输入端连接，所述晶闸管SCR2的阴极与所述第二触发器件的另一输入端连接；所述第一触发器件包括分别与所述真空触发开关TVS的阳极和触发极相连的输出；所述第二触发器件包括分别与所述真空触发开关TVS的阴极和触发极相连的输出。进一步，所述管母取能电流互感器CT1从高压输电线路中获得电能，经所述隔离电流互感器CT2隔离后输出给第一整流桥，所述第一整流桥将交流电转换成直流电后对所述储能电容C1进行充电。进一步，触发控制器包括分别与所述晶闸管SCR1的阴极、所述晶闸管SCR1的控制极、所述晶闸管SCR2的阴极和所述晶闸管SCR2的控制极相连的输出；所述触发控制器检测电容器组C两端的电压，当所述电容器组C两端的电压达到动作设定电压时，所述触发控制器向所述晶闸管SCR1和所述晶闸管SCR2同时发出导通信号，所述储能电容C1分别通过所述晶闸管SCR1和所述晶闸管SCR2对所述第一触发器件和第二触发器件放电产生高电压，使所述第一触发器件和所述第二触发器件向所述真空触发开关TVS的触发极发出触发脉冲，在1ms内将所述真空触发开关TVS触发导通。进一步，第二触发电路包括管母取能电流互感器CT3、隔离电流互感器CT4、第二整流桥、储能电容C2、晶闸管SCR3和晶闸管SCR4；所述管母取能电流互感器CT3以穿心方式套在超高压输电线路的管状母线上，其输出端与所述隔离电流互感器CT4的输入端相连，所述隔离电流互感器CT4的输出端与第二整流桥的输入端相连，所述第二整流桥的输出端与所述储能电容C2两端连接；所述储能电容C2的一端分别与所述晶闸管SCR3的阳极、以及所述晶闸管SCR4的阳极连接，其另一端分别与所述快速旁路开关K的合闸线圈的一端、所述快速旁路开关K的分闸线圈的一端、以及所述晶闸管SCR4的控制极相连；所述晶闸管SCR3的阴极与所述快速旁路开关K的合闸线圈的另一端连接，所述晶闸管SCR4的阴极与所述快速旁路开关K的分闸线圈的另一端连接。进一步，所述管母取能电流互感器CT3从高压输电线路中获得电能，经所述隔离电流互感器CT4隔离后输出给第二整流桥，所述第二整流桥将交流电转换成直流电后对所述储能电容C2进行充电。进一步，触发控制器还包括分别与所述晶闸管SCR3的阴极、所述晶闸管SCR3的控制极、所述晶闸管SCR4的阴极和所述晶闸管SCR4的控制极相连的输出；所述触发控制器在向晶闸管SCR1和晶闸管SCR2发出导通信号的同时，向所述晶闸管SCR3发出导通信号，所述储能电容C2通过所述晶闸管SCR3对所述合闸线圈放电，在5ms内控制所述快速旁路开关K合闸导通，所述快速旁路开关K合闸后，所述真空触发开关TVS自动息弧关断。进一步，所述触发控制器还检测流经电抗器L和电容器组C的电流，当检测的电流值恢复正常时，所述触发控制器向所述晶闸管SCR4发出导通信号，使所述储能电容C2通过所述晶闸管SCR4对分闸线圈放电，控制所述快速旁路开关K分闸关断。进一步，所述真空触发开关TVS包括玻璃外壳、所述玻璃外壳内的屏蔽罩、所述屏蔽罩内的阴极、阳极、以及所述阴极和所述阳极之间的触发极。进一步，所述快速旁路开关K包括竖直方向依次设置的真空灭弧室、绝缘拉杆、碟簧、分闸线圈、金属盘和合闸线圈。与最接近的技术方案相比，本专利技术具有如下显著进步：1)本专利技术在保留传统串联谐振式故障电流限制器优点的前提下，能够显著减小限流器的结构、体积和重量，大大降低整套设备的造价。2)本专利技术提供的串联谐振型故障电流限制器，在正常工作时，金属氧化避雷器MOV、真空触发开关TVS和快速开关K均处于断开状态，电容器组C和电抗器L处于工频串联谐振状态，总的阻抗几乎为零，不影响电网的正常潮流，可长期连接在高压输电网中，提高了高压输电网的工作可靠性。3)本专利技术提供的串联谐振型故障电流限制器通过触发控制器监控电容器组C两端的电压，在线路出现短路故障后，能在1ms触发真空触发开关TVS导通，从而起到限流的作用，响应速度快速，可靠性高。4)本专利技术提供的串联谐振型故障电流限制器在真空触发开关TVS的触发电路上设计两个晶闸管和两个触发器件，在短路故障出现的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联谐振型故障电流限制器，包括电抗器L、电容器组C，其特征在于：所述电容器组C两端依次并联金属氧化物避雷器MOV、真空触发开关TVS和快速旁路开关K后与所述电抗器L串联；所述真空触发开关TVS与第一触发电路相连，所述快速旁路开关K与第二触发电路相连，所述第一触发电路和所述第二触发电路与触发控制器相连；所述触发控制器检测所述电容器组C两端的电压，并根据电压值同时发送控制信号给所述第一触发电路和所述第二触发电路；使所述第一触发电路和所述第二触发电路触发所述真空触发开关TVS和所述快速旁路开关K依次闭合。

【技术特征摘要】
1.一种串联谐振型故障电流限制器，包括电抗器L、电容器组C，其特征在于：所述电容器组C两端依次并联金属氧化物避雷器MOV、真空触发开关TVS和快速旁路开关K后与所述电抗器L串联；所述真空触发开关TVS与第一触发电路相连，所述快速旁路开关K与第二触发电路相连，所述第一触发电路和所述第二触发电路与触发控制器相连；所述触发控制器检测所述电容器组C两端的电压，并根据电压值同时发送控制信号给所述第一触发电路和所述第二触发电路；使所述第一触发电路和所述第二触发电路触发所述真空触发开关TVS和所述快速旁路开关K依次闭合；所述第一触发电路包括管母取能电流互感器CT1、隔离电流互感器CT2、第一整流桥、储能电容C1、晶闸管SCR1、晶闸管SCR2、第一触发器件和第二触发器件；所述管母取能电流互感器CT1以穿心方式套在超高压输电线路的管状母线上，其输出端与所述隔离电流互感器CT2的输入端相连，所述隔离电流互感器CT2的输出端与第一整流桥的输入端相连，所述第一整流桥的输出端与储能电容C1两端连接；所述储能电容C1的一端分别与所述晶闸管SCR1的阳极、以及所述晶闸管SCR2的阳极连接，其另一端分别与所述第一触发器件的输入端、所述第二触发器件的输入端、以及所述晶闸管SCR2的控制极相连；所述晶闸管SCR1的阴极与所述第一触发器件的另一输入端连接，所述晶闸管SCR2的阴极与所述第二触发器件的另一输入端连接；所述第一触发器件包括分别与所述真空触发开关TVS的阳极和触发极相连的输出；所述第二触发器件包括分别与所述真空触发开关TVS的阴极和触发极相连的输出。2.如权利要求1所述的一种串联谐振型故障电流限制器，其特征在于：所述管母取能电流互感器CT1从高压输电线路中获得电能，经所述隔离电流互感器CT2隔离后输出给第一整流桥，所述第一整流桥将交流电转换成直流电后对所述储能电容C1进行充电。3.如权利要求1所述的一种串联谐振型故障电流限制器，其特征在于：触发控制器包括分别与所述晶闸管SCR1的阴极、所述晶闸管SCR1的控制极、所述晶闸管SCR2的阴极和所述晶闸管SCR2的控制极相连的输出；所述触发控制器检测电容器组C两端的电压，当所述电容器组C两端的电压达到动作设定电压时，所述触发控制器向所述晶闸管SCR1和所述晶闸管SCR2同时发出导通信号，所述储能电容C1分别通过所述晶闸管SCR1和所述晶闸管SCR2对所述第一触发器件和第二触发器件放电产生高电压，使所述第一触发器件和所述第二触发器件向所述真空触发开关TVS的触发极发出触发脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宁辉，郑博文，黄吕超，袁安应，赵波，喻劲松，李庆光，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网智能电网研究院，中电普瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11