[實用新型]故障限流器直流控制電路

無效

• 申請號: 200720103111.0
• 申請日: 2007-01-05
• 公開（公告）號: CN201038749Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 周偉松;曾嶸;趙前哲;志大器;黃新
• 申請（專利權）人: 清華大學清華大學電力電子廠
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于飽和鐵芯型電力線路故障限流器直流控制技術領域。

背景技術

近年來，電力系統容量逐年增加，電網短路電流也隨之增大，目前已成為制約電網運行和發展的重要因素。因此，限制電力系統短路電流已成為一個有待解決的問題。傳統的飽和鐵芯型電力線路限流器直流控制技術是僅僅是使用壓敏電阻吸收能量，使鐵芯中的磁場退出磁飽和狀態，而這種控制系統速度慢，維修量大，成本高。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一個全自動的飽和鐵芯型電力線路故障限流器的控制電路。

飽和鐵心型電力線路故障限流器安裝在變電站出口、母線聯絡線間等位置，用于限制電網中的短路故障電流。在電網正常運行時，限流器對電網的運行影響很小；電網發生短路故障時，限流器阻抗變大，將短路電流限制到滿足后級斷路器斷開所要求的電流水平；電網重合閘也需要限流器的配合。限流器這些功能的實現都需要限流器直流控制回路在各種情況下做出相應地動作。

圖1中所示為單相限流器的電路結構示意圖，限流器包括交流繞組、鐵心、直流繞組和直流控制回路，直流控制回路中又應該包括直流恒流源、快速開關以及磁能釋放回路等功能器件。

限流器的工作狀態可以歸結為三個典型的狀態：

限流器穩態運行；

限流狀態；

重合閘狀態；

對應于這三個狀態，直流控制回路必須具有相應地動作。

限流器長期在穩態情況下運行，此時直流控制回路中開關處于閉合狀態，直流恒流源提供的勵磁電流將鐵心偏置到深度飽和態，交流繞組呈現小阻抗。

電網發生短路故障后，限流器的控制電路檢測到故障發生后，向直流控制回路發出信號，直流控制回路中的快速開關快速斷開，動作時間要迅速。直流繞組中存儲了大量的磁能，在開關斷開的瞬間會產生較大的切斷高壓，控制回路中的磁能釋放回路能將直流繞組內的磁能迅速吸收，并將直流繞組電壓鉗制在安全的水平，保證直流回路迅速完全斷開。這時鐵心退出飽和，交流繞組呈現大阻抗，限制了電網的短路故障電流，后級斷路器能夠安全斷開。

延遲一段時間后，電網中的斷路器重合閘。為滿足在斷路器重合閘之前，限流器的交流繞組呈現小阻抗，故在斷路器重合閘之前，直流恒流源已經將限流器鐵心偏置到深度飽和態，所以要求直流繞組的充磁時間必須控制在斷路器重合閘延時的這段時間之內。

斷路器安全重合閘。如果電網中故障已經消除，電網及限流器進入穩態運行，否則重復上述動作過程，直到故障完全消除

本實用新型的特征在于含有：直流繞組電感L1、磁能釋放回路、快速開關IGBT1、勵磁恢復回路以及恒流回路，其中：

勵磁恢復回路，包含：

壓敏電阻R0，其箝位電壓為12KV，該壓敏電阻R0直流繞組電感L)并聯；

第一串聯支路，由二極管D1與大電容C1串聯而成，C1＝500μF/12KV，該第一支串聯支路與壓敏電阻R0并聯，

電阻R2，起能量緩慢釋放作用，與大電容C1并聯；

第二串聯支路，由可控高電壓源V1、二極管D2、電阻R1依次串聯而成，二極管D2的陰極與該可控高電壓源V1的負極相連，V1＝0～10KV，該第二串聯電路與大電容C1并聯；

勵磁釋放回路，包含：

第三串聯支路，由可控中電壓源V2、電阻R3、3300V/500A的快速開關IGBT2依次串聯而成，電阻R3接該可控中壓電源V2正極，該快速開關IGBT2的集電極接電阻R3，而發射極接直流繞組電感L1，

電容C2為32000μF/1600V，兩端分別與該可控中電壓源V2的負極，與該快速開關IGBT2的集電極相連，

快速開關IBGT1，15KV/500A，發射極與該可控中電壓源V2的負極相連，而集電級接該二極管D1的正極，

恒流回路包含：

恒流源I1，0～5V/500A，其一端接快速開關IGBT1的發射極，而另一端正向接一個隔離二極管D3后與鐵芯直流繞組電感L1相連，

依次正向串聯的二極管D7、D6、D5以及D4，該二極管D4的負極接快速開關IGBT1的發射極，二極管D7的正極接二極管D3的正極；

在快速開關斷開后，磁能向所選磁能釋放回路釋放；