[實用新型]零損耗深度限制短路故障電流裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220430331.5
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN202721440U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王川;張國勇;朱代忠;張文仲;劉云友
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥貝阿益電力設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 奚華保;吳娜

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電力電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是一種零損耗深度限制短路故障電流裝置。

背景技術(shù)

短路故障是供電系統(tǒng)中最常見、危害最嚴(yán)重的故障之一，主要是由于電氣設(shè)備載流部分的絕緣自然老化、質(zhì)量低劣、受外力損傷或人為原因等造成的。電力電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障，電動力以及熱效應(yīng)使電路中的元件受到損壞,?影響電氣設(shè)備的正常運行，還會造成停電，甚至可能引發(fā)火災(zāi)事故。嚴(yán)重的短路會影響電力電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)癱瘓；不對稱短路電流會產(chǎn)生較強的不平衡交變電磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運行，有可能引發(fā)誤動作。

針對這種現(xiàn)狀，國內(nèi)外都在致力于研究限制電力電網(wǎng)短路故障電流的限流裝置，其中串聯(lián)限流電抗器運用的比較多，限流電抗器可以抑制系統(tǒng)對短路故障點的短路能量倒灌，減少變壓器的傷害程度；還可以限制變壓器對該短路故障點的短路能量釋放，同時降低需要斷路器的開斷短路容量。但由于限流電抗器串在線路里，平時通過的是額定電流，而限流電抗器的阻抗選小了限流效果不明顯、阻抗選大限流電抗器壓降大了，造成負荷端設(shè)備因電壓過低超標(biāo)而無法運行，同時產(chǎn)生巨大的損耗。所以限流器的使用效果較差，有些迫切需要限流的場合不得不放棄限流的想法。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種可靠性高、零損耗、能夠有效降低短路故障電流對電氣設(shè)備和線路的沖擊的零損耗深度限制短路故障電流裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：一種零損耗深度限制短路故障電流裝置，包括串接在電力系統(tǒng)中的主電路和控制電路，主電路由快速真空斷路器K和深限電抗器L并聯(lián)組成，控制電路包括用于采集電力系統(tǒng)電流信號的電流互感器，電流互感器通過A/D轉(zhuǎn)換器與主控芯片的信號輸入端相連，主控芯片的信號輸出端通過驅(qū)動電路與快速真空斷路器K相連。

由上述技術(shù)方案可知，當(dāng)短路故障出現(xiàn)時，快速真空斷路器K打開，深限電抗器L的阻抗能迅速增大，將短路電流峰值抑制到50％以下，當(dāng)線路開關(guān)重合閘后短路故障消失，快速真空斷路器K閉合，深限電抗器L的阻抗能迅速恢復(fù)為零；反之繼續(xù)保持大阻抗?fàn)顟B(tài)。本實用新型減小了短路故障電流對變壓器等電氣設(shè)備的沖擊，同時提升了線路開關(guān)的開斷容量富裕度，減輕線路開關(guān)的開斷負擔(dān)，提高可靠性和使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型中控制電路和快速真空斷路器K的電路框圖；

圖2是本實用新型中主電路的單相電路原理圖。

具體實施方式

一種零損耗深度限制短路故障電流裝置，包括串接在電力系統(tǒng)中的主電路20和控制電路10，主電路20由快速真空斷路器K和深限電抗器L并聯(lián)組成，控制電路10包括用于采集電力系統(tǒng)電流信號的電流互感器12，電流互感器12通過A/D轉(zhuǎn)換器與主控芯片的信號輸入端相連，主控芯片的信號輸出端通過驅(qū)動電路與快速真空斷路器K相連。如圖1、2所示。

如圖2所示，控制電路10用于判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生短路，并對發(fā)生短路故障的系統(tǒng)回路進行保護。主電路20串接在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電力系統(tǒng)電路正常時，快速真空斷路器K閉合，工作電流流過快速真空斷路器K；當(dāng)電力系統(tǒng)電路發(fā)生短路時，快速真空斷路器K打開，短路故障電流流過深限電抗器L，限制短路電流。深限電抗器L的電抗率在20%～80%。

如圖1所示，所述的主控芯片采用DSP數(shù)字信號處理器11，所述的驅(qū)動電路采用IGBT驅(qū)動電路13，所述電流互感器12的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與DSP數(shù)字信號處理器11的信號輸入端相連，DSP數(shù)字信號處理器11的信號輸出端與IGBT驅(qū)動電路13的輸入端相連，?IGBT驅(qū)動電路13的輸出端與快速真空斷路器K相連。

如圖1所示，所述的快速真空斷路器K為帶有高速渦流驅(qū)動機構(gòu)的快速真空斷路器；所述的深限電抗器L為干式空心限流電抗器。所述的主控芯片、驅(qū)動電路和A/D轉(zhuǎn)換器由直流電源供電。所述的DSP數(shù)字信號處理器11的輸入輸出端與單片機的輸入輸出端相連，單片機的輸入端與鍵盤相連，單片機的輸出端與顯示屏相連。單片機通過鍵盤將理論計算的電力系統(tǒng)短路電流數(shù)值輸入，為DSP數(shù)字信號處理器11判斷電力電網(wǎng)是否發(fā)生短路提供判斷依據(jù)。

以下結(jié)合圖1、2對本實用新型作進一步的說明。

電流互感器12檢測電力系統(tǒng)電流的變化情況，然后通過A/D轉(zhuǎn)換器將電流等相關(guān)信息傳送到DSP數(shù)字信號處理器11進行計算、判定，DSP數(shù)字信號處理器11的信號輸出端經(jīng)IGBT驅(qū)動電路12與由快速真空斷路器K、深限電抗器L并聯(lián)組成的主電路20連接。