一种短路故障限流器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种短路故障限流器，包括：断路器CB1、转移限流单元和电流检测单元。电流检测单元与断路器CB1串联连接，断路器CB1和转移限流单元并联后接入电力系统线路中；电流检测单元的输出端与转移限流单元的控制端连接；电流检测单元检测在短路故障工况下流过断路器CB1支路的故障电流，并触发转移限流单元中相应的触发开关导通，使断路器CB1断开，耦合电抗器副边绕组串联接入系统线路中，能够快速限制故障电流的幅值，减小故障电流对系统的冲击。

A short circuit fault current limiter

The utility model provides a short circuit fault current limiter, which comprises a circuit breaker CB1, a transfer current limiting unit and a current detection unit. The current detecting unit and circuit breaker CB1 series connection circuit breaker CB1 and transfer limiting unit parallel access in power system line; the output and transfer current detection unit control unit limit end connection; fault current detecting unit detects a current flowing in the circuit breaker fault condition of CB1 branch, and trigger the transfer limit flow trigger switch on the corresponding unit, the circuit breaker CB1 disconnect coupling reactor windings connected to system circuit, amplitude can quickly limit the fault current, fault current to reduce the impact on the system.

【技术实现步骤摘要】
一种短路故障限流器
本技术属于限流器领域，更具体地，涉及一种基于耦合电抗器的短路故障限流器。
技术介绍
近年来，随着电力系统的快速发展，系统短路电流水平急剧增加，短路电流水平的不断增加对电网造成了严重的后果，制约了电力系统的发展。因此，必须采取有效的措施来限制短路故障电流。故障限流器作为一种限制短路故障电流的技术方案，能够有效的限制电网中的短路电流水平。其中故障限流器具有以下优点：一方面，能够减轻断路器等各种高压电器设备的动、热稳定负担，保证电网的安全与稳定运行；另一方面，可以显著降低对电网结构的设计容量。因此研究性能优良、经济合理的新型故障限流器具有重要的现实意义和应用价值。目前已有的故障限流器主要有以下几种：(1)将限流电抗器串入到系统，然而串入电感会增加系统正常运行的阻抗，影响系统输送容量和系统运行稳定性。(2)感应型超导限流器，然而在限流过程中需避免变压器承受过大的短路电流而磁通饱和的隐患。(3)固态限流器：开关型固态限流器，然而该方案成本较高，同时要求保护电路具有极快的相应速度；谐振型固态限流器，然而该方案引入了电感、电容元件，增加了系统产生振荡和过电压的可能性。(4)电弧电流转移型限流器，然而该方案中采用限流电阻来限制故障电流，在限流工况下存在电阻发热问题。以上限流方案由于种种缺陷而限制了其在实际系统中的应用。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术提出了一种短路故障限流器，其目的在于减少大的故障电流的持续时间，减小故障电流对系统的影响，增加开断的可靠性，降低装置的成本。本技术提供了一种短路故障限流器，包括：断路器CB1、转移限流单元和电流检测单元；所述电流检测单元与断路器CB1串联连接，所述断路器CB1与所述转移限流单元并联后接入电力系统线路中，电流检测单元的输出端与转移限流单元的控制端连接。所述电流检测单元检测在短路故障工况下流过断路器CB1支路的故障电流，并触发所述转移限流单元的触发开关导通。更进一步地，所述转移限流单元可采用方案a或方案b实现。方案a包括：第一预充电电容C1、第二预充电电容C2、第一触发开关K1、第二触发开关K2和耦合电抗器；所述耦合电抗器的原边绕组具有第一分接头和第二分接头，所述耦合电抗器的副边绕组与所述断路器CB1并联。所述第一分接头依次串联连接所述第一触发开关K1和所述第一预充电电容C1；所述第二分接头依次串联连接所述第二触发开关K2和所述第二预充电电容C2。更进一步地，当发生短路故障时，通过所述电流检测单元检测到的故障电流的方向，触发方案a中第一触发开关K1或第二触发开关K2导通，使耦合电抗器副边绕组产生高频振荡电流，且振荡电流幅值超过系统故障电流幅值。更进一步地，根据系统短路故障电流合理匹配方案a中电容参数与耦合电抗器的参数，主要包括：第一预充电电容C1、第二预充电电容C2的电容值和充电电压，第一分接头、第二分接头与副边绕组的变比及耦合系数等参数。方案b包括：第三预充电电容C3、第三触发开关K3和耦合电抗器；所述耦合电抗器的原边绕组依次串联连接所述第三触发开关K3和所述第三预充电电容C3，所述耦合电抗器的副边绕组与所述断路器CB1并联。更进一步地，当发生短路故障时，通过所述电流检测单元检测到的故障电流触发方案b中第三触发开关K3，使耦合电抗器副边绕组产生高频振荡电流，且振荡电流幅值超过系统故障电流幅值。更进一步地，根据系统的短路故障电流合理匹配方案b中电容参数与耦合电抗器参数，主要包括第三预充电电容C3的电容值和充电电压，耦合电抗器原副边变比及耦合系数等参数，使耦合电抗器副边绕组产生的高频振荡电流与流过断路器CB1的短路故障电流产生过零点。更进一步地，当发生短路故障时，通过所述电流检测单元输出的控制信号触发所述第一触发开关K1或第二触发开关K2导通，使耦合电抗器副边绕组产生高频振荡电流，且振荡电流幅值超过系统故障电流幅值。更进一步地，所述转移限流单元包括：第三预充电电容C3、第三触发开关K3和耦合电抗器；所述耦合电抗器的原边绕组依次串联连接所述第三触发开关K3和所述第三预充电电容C3，所述耦合电抗器的副边绕组与所述断路器CB1支路并联。更进一步地，当发生短路故障时，通过所述电流检测单元输出的控制信号触发所述第三触发开关K3导通，使耦合电抗器副边绕组产生高频振荡电流，且振荡电流幅值超过系统故障电流幅值。更进一步地，根据短路故障电流的大小和方向，匹配转移限流单元中电容参数与耦合电抗器的参数，使耦合电抗器副边绕组的高频振荡电流与流过断路器CB1的短路故障电流产生过零点。更进一步地，在其他参数不变的情况下，通过增加第一预充电电容C1、第二预充电电容C2的电容值和充电电压，增加第一分接头、第二分接头与副边绕组的耦合系数，提高转移限流单元中耦合电抗器副边绕组的高频振荡电流幅值。更进一步地，在其他参数不变的情况下，通过或增加第三预充电电容C3的电容值和充电电压，增加耦合电抗器的耦合系数，提高转移限流单元中耦合电抗器副边绕组的高频振荡电流幅值。本技术具有以下优点：(1)在正常工况下，系统电流流过断路器CB1支路，运行损耗小，限流器对系统基本无影响。(2)在短路故障工况下，若转移限流单元采用方案a时，根据电流检测单元检测到的故障电流的方向，通过触发第一触发开关K1或第二触发开关K2的导通使断路器CB1断开，耦合电抗器副边绕组串联接入系统线路中，能够快速限制故障电流的幅值，减小故障电流对系统的冲击。(3)在短路故障工况下，若转移限流单元采用方案b时，通过触发第三触发开关K3的导通使断路器CB1支路断开，耦合电抗器副边绕组串联接入系统线路中，能够快速限制故障电流的幅值，减小故障电流对系统的冲击。附图说明图1为本技术提供的一种短路故障限流器的原理框图。其中1为转移限流单元，2为电流检测单元。图2为本技术的一种短路故障限流器中转移限流单元采用方案a的原理图。C1为第一预充电电容，C2为第二预充电电容，K1为第一触发开关，K2为第二触发开关，耦合电抗器由原边绕组和副边绕组构成，其中原边绕组由第一分接头和第二分接头组成。图2中转移限流单元接线端A、B分别与图1中接线端A、B相连。其中，3为耦合电抗器，31为第一分接头31，32为第二分接头32；图3为本技术的一种短路故障限流器中转移限流单元采用方案b的原理图。C3为第三预充电电容，K3为第三触发开关。图3中转移限流单元接线端A、B分别与图1中接线端A、B相连。图4为本技术的一种短路故障限流器应用在电力系统中的原理图，G为无穷大系统，T为变压器，CB2、CB3为线路断路器。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术具体涉及一种基于耦合电抗器能快速限制故障电流的电流转移型故障限流器。图1示出了短路故障限流器的原理框图，图2示出了短路故障限流器中转移限流单元1采用方案a的具体电路图，图3示出了短路故障限流器中转移限流单元1采用方案b的具体电路图。为了便于说明，仅示出了与本技术实施例相关的部分，详述如下：本技术提供了短路故障限流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短路故障限流器，其特征在于，包括：断路器CB1、转移限流单元(1)和电流检测单元(2)；所述电流检测单元(2)与断路器CB1串联连接，所述断路器CB1与所述转移限流单元(1)并联后接入电力系统线路中；电流检测单元(2)的输出端与转移限流单元(1)的控制端连接，所述电流检测单元(2)检测在短路故障工况下流过断路器CB1支路的故障电流并触发所述转移限流单元(1)的触发开关导通。

【技术特征摘要】
1.一种短路故障限流器，其特征在于，包括：断路器CB1、转移限流单元(1)和电流检测单元(2)；所述电流检测单元(2)与断路器CB1串联连接，所述断路器CB1与所述转移限流单元(1)并联后接入电力系统线路中；电流检测单元(2)的输出端与转移限流单元(1)的控制端连接，所述电流检测单元(2)检测在短路故障工况下流过断路器CB1支路的故障电流并触发所述转移限流单元(1)的触发开关导通。2.如权利要求1所述的短路故障限流器，其特征在于，所述转移限流单元(1)包括：第一预充电电容C1、第二预充电电容C2、第一触发开关K1、第二触发开关K2和耦合电抗器(3)；所述耦合电抗器(3)的原边绕组具有第一分接头(31)和第二分接头(32)，所述耦合电抗器(3)的副边绕组与所述断路器CB1并联；所述第一分接头(31)依次串联连接所述第一触发开关K1和所述第一预充电电容C1；所述第二分接头(32)依次串联连接所述第二触发开关K2和所述第二预充电电容C2。3.如权利要求2所述的短路故障限流器，其特征在于，当发生短路故障时，通过所述电流检测单元(2)输出的控制信号触发所述第一触发开关K1或第二触发开关K2导通，使耦合电抗器(3)副边绕组产生高频振荡电流，且振荡电流幅值超过系统故障电流幅值。4.如权利要求1所述的短路故障限流器，其特征在于，所述转移限流单元(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁召，刘俊翔，袁发庭，何俊佳，潘垣，伍开建，王勇，莫文雄，苏海博，
申请(专利权)人：华中科技大学，广州供电局有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42