[實用新型]快恢復型混合限流開關

無效

• 申請號: 200620157531.2
• 申請日: 2006-11-23
• 公開（公告）號: CN200983494Y
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 莊勁武
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08;H02H9/02;H01H71/00;H01H71/24;H01H73/36
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 黃行軍

??????????????????????技術領域

本實用新型涉及電網短路故障時使用的限流開關，尤其涉及一種快恢復型混合限流開關。

??????????????????????背景技術

隨著供電系統的功率急劇增加，其設計和研制中都面臨著許多全新問題。其中一個瓶頸問題是如何使短路電流被限制在保護設備的極限通斷能力之內。

目前國際上現有的解決方法，主要是加裝限流裝置(Fault?CurrentLimiter，FCL)。有兩種常用的解決方案：傳統機械開關導通穩定、帶負載能力強，但是響應速度慢、帶電弧、穩定性和可控性差；而固態限流開關響應速度快、無電弧，但是通態損耗大、耐壓水平低、不能完全開斷電路而且給電網帶來了嚴重的諧波污染。

??????????????????????發明內容

本實用新型的目的是為了解決上述背景技術存在的不足，提出一種開關動作快速準確，能有效抑制短路的快恢復型混合限流開關。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種快恢復型混合限流開關，包括電磁斥力式機械開關、固態開關和能量吸收器件，其特征是所述電磁斥力式機械開關、固態開關和能量吸收器件并聯。

在上述方案中，所述電磁斥力式機械開關由斥力驅動線圈、運動盤、開關觸頭和斥力驅動線圈驅動電路構成，所述運動盤位于開關觸頭上，斥力驅動線圈位置對應于運動盤。

在上述方案中，所述斥力驅動線圈驅動電路由直流電源E，電容C，電阻R和受控開關器件G組成，所述直流電源E的一個輸出端與電阻R一端相連，電阻R的另一端分兩路輸出，一路與電容C的一端相連，另一路與受控開關器件G的一端相連，電容C另一端分兩路輸出，一路與直流電源E的另一端相連，一路與斥力驅動線圈一端相連，受控開關器件G的另一端與斥力驅動線圈的另一端相連，受控開關器件G的控制端與控制器相連。參見圖2和圖3。

在上述方案中，所述受控開關器件G為GTO、SCR、IGBT或IGCT電力電子器件。

在上述方案中，所述固態開關采用GTO、SCR、IGBT或IGCT電力電子器件。

在上述方案中，所述能量吸收器件采用阻容吸收回路、金屬氧化物變阻器或正溫度系數熱敏電阻。

在上述運動盤上面設有能使運動盤相對于開關觸頭有一個預緊力的預緊裝置。該預緊裝置可以為預緊力彈簧或磁力吸合裝置。

本實用新型主要包括三條并聯的支路：電磁斥力式機械開關為通流支路，而固態開關和能量吸收器件并聯組成了換流支路。

整個開關過程中三條并聯支路中的電流波形依次如圖5所示。它的工作過程是：電網正常運行時，電磁斥力式機械開關閉合，固態開關關斷，額定負載電流通過機械開關，不會產生顯著損耗；當電網短路故障時，控制電磁斥力式機械開關分斷，固態開關導通，短路電流換流到固態開關支路，隨后控制固態開關關斷，電流又快速轉移到并聯的能量吸收支路，達到快速限制短路電流的目的，同時抑制了系統的過壓。采用兩次支路換流，是因為開關電弧電壓較低，直接由電弧電流向限流電阻轉移較為困難。

本實用新型充分利用了傳統機械開關和固態限流開關的優點，并通過合理動作配合設計來克服其缺點，它能夠隨時檢測系統故障電流狀態并控制開關的分斷，又可以及時響應控制信號，對于電網短路故障能達到快速準確限流的要求。

本實用新型可以設置在電網兩個供電區域之間，正常情況下，兩個區域各自供電和負荷均衡，流經限流器的電流很小，從而有效地降低了本限流開關的器件損耗；當某一供電區域發生短路，本限流開關迅速切斷，從而抑制了故障點的短路電流，并有效地保證了正常供電區域的連續供電性。

?????????????????????附圖說明

圖1是本實用新型的結構原理圖。

圖2是電磁斥力式機械開關結構和斥力驅動線圈驅動電路示意圖。

圖3是實施例驅動線圈驅動電路圖。

圖4是本實用新型三條支路電流波形圖。

????????????????????具體實施方式

本實施例包括三條并聯的支路，參見圖1，電磁斥力式機械開關1為通流支路，而固態開關2和能量吸收器件3并聯組成了換流支路。所述電磁斥力式機械開關1由斥力驅動線圈4、運動盤5、預緊力彈簧、開關觸頭6和斥力驅動線圈驅動電路構成(參見圖2)。所述運動盤5為銅制或鋁制的導電盤，位于開關觸頭6上，預緊彈簧位于運動盤5上面，使運動盤5相對于開關觸頭有一個預緊力，斥力驅動線圈4位于運動盤5下面。預緊彈簧可以用磁力吸合裝置代替。