[發(fā)明專利]自平衡電磁電子式故障電流限制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310075865.X
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103117539A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳麗安;陳志英;趙晶
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門理工學(xué)院
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H3/08;H01F27/28
• 代理公司: 廈門市誠得知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35209
• 代理人: 賴開慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電器領(lǐng)域，具體涉及一種自平衡電磁電子式故障電流限制器，特別涉及一種于交流電源系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)有效限制故障電流的裝置。

背景技術(shù)

由于短路故障對電力系統(tǒng)的危害極大，因此，國內(nèi)外專家學(xué)者紛紛通過各種途徑對各故障電流限制器進(jìn)行研究。

目前國內(nèi)已報(bào)道的故障電流限制器的種類繁多，包括隔離型、導(dǎo)通型、截止型、永磁偏置式等類型，比如實(shí)用新型專利“隔離型交流故障電流限制器”（發(fā)明人：黃瑞坤，申請?zhí)枺?01120034544.1）、實(shí)用新型專利“導(dǎo)通型交流故障電流限制器”（申請?zhí)枺?01120034548.X）、以及實(shí)用新型專利“截止型交流故障電流限制器”（發(fā)明人：黃瑞坤，申請?zhí)枺?01120034545.6）分別介紹了隔離型交流故障電流限制器、導(dǎo)通型交流故障電流限制器和截止型交流故障電流限制器。上述專利提到的故障電流限制器是通過不同的方式增加供電輸入系統(tǒng)的等效內(nèi)阻抗，進(jìn)而達(dá)到限制故障電流的目的，讓電源系統(tǒng)的斷路裝置得以順利隔離短路故障，避免短路事故的影響區(qū)域擴(kuò)大及長時(shí)間的停電。但是上述方案均需要采用熔斷器作為斷路裝置，一旦發(fā)生短路故障時(shí)，斷路裝置熔斷后在高電壓系統(tǒng)更換麻煩，造成應(yīng)用極其不方便。另外，斷路裝置（如熔斷器）對短路故障的反映較慢，這些方案甚至采用超過一個(gè)斷路裝置，有的方案在正常運(yùn)行時(shí)在線路上產(chǎn)生較大阻抗，比如隔離型限流器與導(dǎo)通型限流器，導(dǎo)通型的方案還采用電容與電感器串聯(lián)的方法，同樣難以保證正常運(yùn)行時(shí)的低阻抗匹配，特別在高壓系統(tǒng)采用高壓電容帶來可靠性及結(jié)構(gòu)復(fù)雜體積大的問題，因此這些方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用不方便，可靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容

因此，針對上述的問題，本發(fā)明提出一種自平衡電磁電子式故障電流限制器（下述簡稱為故障電流限制器），采用電力電子開關(guān)元件替換現(xiàn)有方案中的熔斷器，另外，當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí)該故障電流限制器對外不呈現(xiàn)阻抗，而當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，該故障電流限制器能夠迅速呈現(xiàn)較高阻抗以限制短路電流對線路及設(shè)備造成的危害，讓電源系統(tǒng)的斷路裝置得以順利隔離短路故障，避免短路事故的影響區(qū)域擴(kuò)大及長時(shí)間的停電，從而解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種自平衡電磁電子式故障電流限制器，包括限流單元和驅(qū)動單元；所述限流單元在發(fā)生故障電流時(shí)增加電抗值，并根據(jù)該電抗值限制上述故障電流；該限流單元包括電流互感器、電力電子開關(guān)元件和電阻R，所述電流互感器由電器電磁系統(tǒng)閉合鐵芯、第一繞組X1、第二繞組X2和第三繞組X3組成，第一繞組X1、第二繞組X2和第三繞組X3均繞制于電器電磁系統(tǒng)閉合鐵芯上，第一繞組X1和第二繞組X2的匝數(shù)相同、繞制方向相反，第一繞組X1的一端作為該故障電流限制器的進(jìn)線端K1，第一繞組X1的另一端和第二繞組X2的一端連接作為公共端K0，第二繞組X2的另一端作為出線端K2；第三繞組X3的兩端通過電阻R連接；所述電力電子開關(guān)元件的第一端連接公共端K0和驅(qū)動單元，電力電子開關(guān)元件的第二端連接出線端K2，電力電子開關(guān)元件的控制端連接驅(qū)動單元；所述驅(qū)動單元連接在所述限流單元的前端，當(dāng)流入故障電流時(shí)，該驅(qū)動單元驅(qū)動限流單元使其增加電抗值。

作為一個(gè)可行的實(shí)例，所述電力電子開關(guān)元件包括可關(guān)斷晶閘管G1和可關(guān)斷晶閘管G2，所述可關(guān)斷晶閘管G1的陽極連接公共端K0、可關(guān)斷晶閘管G2的陰極和驅(qū)動單元的第一控制輸出端，可關(guān)斷晶閘管G1的陰極連接出線端K2、可關(guān)斷晶閘管G2的陽極和驅(qū)動單元的第二控制輸出端，可關(guān)斷晶閘管G1的控制端連接驅(qū)動單元的第三控制輸出端，可關(guān)斷晶閘管G2的控制端連接驅(qū)動單元的第四控制輸出端。

作為另一個(gè)可行的實(shí)例，所述電力電子開關(guān)元件包括單向晶閘管G3和單向晶閘管G4，所述單向晶閘管G3的陽極連接公共端K0、單向晶閘管G4的陰極和驅(qū)動單元的第一控制輸出端，單向晶閘管G3的陰極連接出線端K2、單向晶閘管G4的陽極和驅(qū)動單元的第二控制輸出端，單向晶閘管G3的控制端連接驅(qū)動單元的第三控制輸出端，單向晶閘管G4的控制端連接驅(qū)動單元的第四控制輸出端。

作為另一個(gè)可行的實(shí)例，所述電力電子開關(guān)元件包括雙向晶閘管G5，所述雙向晶閘管G5的陰極連接公共端K0和驅(qū)動單元的第一控制輸出端，雙向晶閘管G5的陽極連接出線端K2，雙向晶閘管G5的控制端連接驅(qū)動單元的第二控制輸出端。

進(jìn)一步具體的，所述電器電磁系統(tǒng)閉合鐵芯是矩形閉合鐵芯。

進(jìn)一步具體的，所述驅(qū)動單元是由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。電流互感器將信號送入該驅(qū)動單元，驅(qū)動單元進(jìn)行處理判斷，然后驅(qū)動電力電子開關(guān)元件動作，使限流單元增加電抗值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)限制故障電流。