一种短路故障限流器制造技术

一种短路故障限流器，采用了三相共享一个限流电阻的结构，通过隔离变压器的漏感或者隔离变压器的漏感与限流电感相结合的方式来限制故障电流的上升速率，并在检测的电网过流时，通过开关动作将故障线路串入共享的限流电阻，从而达到限制故障电流的稳态值的作用。该限流器三相可独立控制，故障相的限流操作不对非故障相产生任何影响，因此灵活性高；同时由于采用共享一个限流电阻的结构，该装置的成本和体积将大大降低，并提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种短路故障限流器。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，社会对电力需求不断增加，带动了电力系统的不断发 展，单机和发电厂容量、变电所容量、城市和中心负荷不断增加，就使得电力系统之间互联， 各级电网中的短路电流水平不断提高，短路故障对电力系统及其相连的电气设备的破坏性 也越来越大。而且，在对电能需求量日益增长的同时，人们对电能质量、供电可靠性和安全 性等也提出了更高的要求。然而，大电网的暂态稳定性问题比较突出，其中最重要的原因之 一是由于常规电力技术缺乏行之有效的短路故障限流技术。目前，世界上广泛采用断路器 对短路电流全额开断，由于短路电流水平与系统的容量直接相关，在断路器的额定开断电 流水平一定的情况下，采用全额开断短路电流将会限制电力系统容量的增长，并且断路器 价格随着其额定开断电流的增加而迅速上升。随着电网容量和规模的扩大，这一问题将变 得更加严重。 短路故障限流器是解决这一问题的有效途径。它通过在电网发生短路时，在故障 线路中串入阻抗来限制故障电流，以达到保护电力设备和使断路器能可靠开断的目的。图 1所示为美国专利U.S 5， 726， 848 故障限流器和交流断路器的拓扑结构图。美国专利 U. S 5， 726， 848采用一种单相晶闸管整流桥结构，将限流电感并联在整流桥的直流端，通过 控制晶闸管的移相角来限制故障电流。该专利的主要问题是谐波含量高，对负载的影响较 大；同时控制方法较复杂，可靠性低。图2为日本专利JP2000，4534 限流装置的拓扑结 构图。日本专利JP2000，4534采用单相不控整流桥结构，在桥路的直流端并联限流电感和 正温度系数(PTC)电阻，以达到同时限制故障电流的暂态值和稳态值的作用。由于正温度 系数电阻通过温升来提高电阻值，其响应速度较慢，同时每相电路均需要一个限流电阻，成 本较高。图3所示为中国专利CN100452608C 具有单个自开关的桥式短路故障限流装置 的一个拓扑结构图。此专利采用在单相不控整流桥的直流端并联限流电感和开关，交流段 并联限流电感的结构。由于三项电路的每一相均需要两个限流电感成本较高。
技术实现思路
为了克服已有技术的不足，本专利技术提供了一种具有单个限流电阻的短路故障限流 器。本专利技术采用三相电路共享一个限流电阻的结构，且三相可独立控制，每相电路的短路限 流控制不对其他未发生短路的线路产生任何影响。本专利技术的成本较低，控制方法灵活，可广 泛适用于各种三相电网的故障限流。 本专利技术的结构如下第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成第 一二极管整流桥；第一二极管和第二二极管的阴极连在一起，构成第一直流连接点，第三二 极管和第四二极管的阳极连在一起，构成第二直流连接点，第三二极管的阴极和第二二极 管的阳极连接在一起，构成第一交流连接点，第四二极管的阴极和第一二极管的阳极连接4在一起，构成第二交流连接点；第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管组成第二二极管整流桥；第五二极管和第六二极管的阴极连在一起，构成第三直流连接点，第七二极管和第八二极管的阳极连在一起，构成第四直流连接点，第七二极管的阴极和第六二极管的阳极连接在一起，构成第三交流连接点，第八二极管的阴极和第五二极管的阳极连接在一起，构成第四交流连接点；第九二极管、第十二极管、第十一二极管和第十二二极管组成第三二极管整流桥；第九二极管和第十二极管的阴极连在一起，构成第五直流连接点，第十一二极管和第十二二极管的阳极连在一起，构成第六直流连接点，第十一二极管的阴极和第十二极管的阳极连接在一起，构成第五交流连接点；第十二二极管的阴极和第九极管的阳极连接在一起，构成第六交流连接点；第一直流连接点和第四直流连接点相连，第三直流连接点和第六直流连接点相连；第二直流连接点和第五直流连接点分别与限流电阻的两端相连；第一交流连接点、第二交流连接点与第一变压器的次边的两端分别连接，第一变压器原边的两端分别与第一相电源和第一相负载的一端相连；第三交流连接点、第四交流连接点与第二变压器的次边的两端分别连接，第二变压器原边的两端分别与第二相电源和第二相负载的一端相连；第五交流连接点、第六交流连接点与第三变压器的次边的两端分别连接，第三变压器原边的两端分别与第三相电源和第三相负载的一端相连；第一直流电抗器和第十三二极管并联后和第一开关串联；第一直流电抗器的一端和第十三二极管的阴极与第一直流连接点相连；第一直流电抗器的另一端和第十三二极管的阳极与第一开关的阳极相连，第一开关的阴极与第二直流连接点相连；第二直流电抗器和第十四二极管并联后和第二开关串联；第二直流电抗器的一端和第十四二极管的阴极与第三直流连接点相连；第二直流电抗器的另一端和第十四二极管的阳极与第二开关的阳极相连，第二开关的阴极与第四直流连接点相连；第三直流电抗器和第十五二极管并联后和第三开关串联；第三直流电抗器的一端和第十五二极管的阴极与第五直流连接点相连；第三直流电抗器的另一端和第十五二极管的阳极与第三开关的阳极相连，第三开关的阴极与第六直流连接点相连。 在变压器的漏感和线路阻抗能够满足限制故障电流上升率需要时，也可采用如下简化结构第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成第一二极管整流桥；第一二极管和第二二极管的阴极连在一起，构成第一直流连接点，第三二极管和第四二极管的阳极连在一起，构成第二直流连接点，第三二极管的阴极和第二二极管的阻极连接在一起，构成第一交流连接点，第四二极管的阴极和第一二极管的阳极连接在一起，构成第二交流连接点；第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管组成第二二极管整流桥；第五二极管和第六二极管的阴极连在一起，构成第三直流连接点，第七二极管和第八二极管的阳极连在一起，构成第四直流连接点，第七二极管的阴极和第六二极管的阳极连接在一起，构成第三交流连接点；第八二极管的阴极和第五二极管的阳极连接在一起，构成第四交流连接点。第九二极管、第十二极管、第十一二极管和第十二二极管组成第三二极管整流桥；第九二极管和第十二极管的阴极连在一起，构成第五直流连接点，第十一二极管和第十二二极管的阳极连在一起，构成第六直流连接点，第十一二极管的阴极和第十二极管的阳极连接在一起，构成第五交流连接点，第十二二极管的阴极和第九极管的阳极连接在一起，构成第六交流连接点；第一直流连接点和第四直流连接点相连，第三直流连接点和第六直流连接点相连；第二直流连接点和第五直流连接点分别与限流电阻的两端相连；第一交流连接点、第二交流连接点与第一变压器的次边的两端分别连接，第一变压器原边的两端分别与第一相电源和第一相负载的一端相连；第三交流连接点、第四交流连接点与第二变 压器的次边的两端分别连接，第二变压器原边的两端分别与第二相电源和第二相负载的一 端相连；第五交流连接点、第六交流连接点与第三变压器的次边的两端分别连接，第三变压 器原边的两端分别与第三相电源和第三相负载的一端相连；第一开关的阳极与第一直流连 接点相连，第一开关的阴极与第二直流连接点相连；第二开关的阳极与第三直流连接点相 连，第二开关的阴极与第四直流连接点相连；第三开关的阳极与第五直流连接点相连，第三 开关的阴极与第六直流连接点相连。附图说明 以下结合附图和具体实施方式进一步说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短路故障限流器，其特征在于所述的故障限流器中，第一二极管（Ｄ１）、第二二极管（Ｄ２）、第三二极管（Ｄ３）和第四二极管（Ｄ４）组成第一二极管整流桥；第一二极管（Ｄ１）和第二二极管（Ｄ２）的阴极连在一起，构成第一直流连接点（ＰＤ１），第三二极管（Ｄ３）和第四二极管（Ｄ４）的阳极连在一起，构成第二直流连接点（ＰＤ２），第三二极管（Ｄ３）的阴极和第二二极管（Ｄ２）的阳极连接在一起，构成第一交流连接点（ＰＡ１），第四二极管（Ｄ４）的阴极和第一二极管（Ｄ１）的阳极连接在一起，构成第二极与第一开关（Ｓ１）的阳极相连，第一开关（Ｓ１）的阴极与第二直流连接点（ＰＤ２）相连；第二直流电抗器（Ｌ２）和第十四二极管（Ｄ１４）并联后和第二开关（Ｓ２）串联；第二直流电抗器（Ｌ２）的一端和第十四二极管（Ｄ１４）的阴极与第三直流连接点（ＰＤ３）相连；第二直流电抗器（Ｌ２）的另一端和第十四二极管（Ｄ１４）的阳极与第二开关（Ｓ２）的阳极相连，第二开关（Ｓ２）的阴极与第四直流连接点（ＰＤ４）相连；第三直流电抗器（Ｌ３）和第十五二极管（Ｄ１５）并联后和第三开关（Ｓ３）串联；第三直流电抗器（Ｌ３）的一端和第十五二极管（Ｄ１５）的阴极与第五直流连接点（ＰＤ５）相连；第三直流电抗器（Ｌ３）的另一端和第十五二极管（Ｄ１５）的阳极与第三开关（Ｓ３）的阳极相连，第三开关（Ｓ３）的阴极与第六直流连接点（ＰＤ６）相连。交流连接点（ＰＡ２）；第五二极管（Ｄ５）、第六二极管（Ｄ６）、第七二极管（Ｄ７）和第八二极管（Ｄ８）组成第二二极管整流桥；第五二极管（Ｄ５）和第六二极管（Ｄ６）的阴极连在一起，构成第三直流连接点（ＰＤ３），第七二极管（Ｄ７）和第八二极管（Ｄ８）的阳极连在一起，构成第四直流连接点（ＰＤ４），第七二极管（Ｄ７）的阴极和第六二极管（Ｄ６）的阳极连接在一起，构成第三交流连接点（ＰＡ３），第八二极管（Ｄ８）的阴极和第五二极管（Ｄ５）的阳极连接在一起，构成第四交流连接点（ＰＡ４）；第九二极管（Ｄ９）、第十二极管（Ｄ１０）、第十一二极管（Ｄ１１）和第十二二极管（Ｄ１２）组成第三二极管整流桥；第九二极管（Ｄ９）和第十二极管（Ｄ１０）的阴极连在一起，构成第五直流连接点（ＰＤ５），第十一二极管（Ｄ１１）和第十二二极管（Ｄ１２）的阳极连在一起，构成第六直流连接点（ＰＤ６），第十一二极管（Ｄ１１）的阴极和第十二极管（Ｄ１０）的阳极连接在一起，构成第五交流连接点（ＰＡ５）；...

【技术特征摘要】
一种短路故障限流器，其特征在于所述的故障限流器中，第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)和第四二极管(D4)组成第一二极管整流桥；第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的阴极连在一起，构成第一直流连接点(PD1)，第三二极管(D3)和第四二极管(D4)的阳极连在一起，构成第二直流连接点(PD2)，第三二极管(D3)的阴极和第二二极管(D2)的阳极连接在一起，构成第一交流连接点(PA1)，第四二极管(D4)的阴极和第一二极管(D1)的阳极连接在一起，构成第二交流连接点(PA2)；第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七二极管(D7)和第八二极管(D8)组成第二二极管整流桥；第五二极管(D5)和第六二极管(D6)的阴极连在一起，构成第三直流连接点(PD3)，第七二极管(D7)和第八二极管(D8)的阳极连在一起，构成第四直流连接点(PD4)，第七二极管(D7)的阴极和第六二极管(D6)的阳极连接在一起，构成第三交流连接点(PA3)，第八二极管(D8)的阴极和第五二极管(D5)的阳极连接在一起，构成第四交流连接点(PA4)；第九二极管(D9)、第十二极管(D10)、第十一二极管(D11)和第十二二极管(D12)组成第三二极管整流桥；第九二极管(D9)和第十二极管(D10)的阴极连在一起，构成第五直流连接点(PD5)，第十一二极管(D11)和第十二二极管(D12)的阳极连在一起，构成第六直流连接点(PD6)，第十一二极管(D11)的阴极和第十二极管(D10)的阳极连接在一起，构成第五交流连接点(PA5)；第十二二极管(D12)的阴极和第九极管(D9)的阳极连接在一起，构成第六交流连接点(PA6)；第一直流连接点(PD1)和第四直流连接点(PD4)相连，第三直流连接点(PD3)和第六直流连接点(PD6)相连；第二直流连接点(PD2)和第五直流连接点(PD5)分别与限流电阻(R1)的两端相连；第一交流连接点(PA1)、第二交流连接点(PA2)与第一变压器(TR1)的次边的两端分别连接，第一变压器(TR1)原边的两端分别与第一相电源(Us1)和第一相负载(Z1)的一端相连；第三交流连接点(PA3)、第四交流连接点(PA4)与第二变压器(TR2)的次边的两端分别连接，第二变压器(TR2)原边的两端分别与第二相电源(Us2)和第二相负载(Z2)的一端相连；第五交流连接点(PA5)、第六交流连接点(PA6)与第三变压器(TR3)的次边的两端分别连接，第三变压器(TR3)原边的两端分别与第三相电源(Us3)和第三相负载(Z3)的一端相连；第一直流电抗器(L1)和第十三二极管(D13)并联后和第一开关(S1)串联；第一直流电抗器(L1)的一端和第十三二极管(D13)的阴极与第一直流连接点(PD1)相连；第一直流电抗器(L1)的另一端和第十三二极管(D13)的阳极与第一开关(S1)的阳极相连，第一开关(S1)的阴极与第二直流连接点(PD2)相连；第二直流电抗器(L2)和第十四二极管(D14)并联后和第二开关(S2)串联；第二直流电抗器(L2)的一端和第十四二极管(D14)的阴极与第三直流连接点(PD3)相连；第二直流电抗器(L2)的另一端和第十四二极管(D14)的阳极与第二开关(S2)的阳极相连，第二开关(S2)的阴极与第四直流连接点(PD4)相连；第三直流电抗器(L3)和第十五二极管(D15)并联后和第三开关(S3)串联；第三直流电抗器(L3)的一端和第十五二极管(D1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文勇，肖立业，戴少涛，张志丰，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]