[發(fā)明專利]故障限流器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280069422.3
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN104412479B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗朗西斯·安東尼·達(dá)曼;約恩·帕特里克·霍奇
• 申請（專利權(quán)）人: ASG超導(dǎo)體股份公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H01F29/14
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種故障限流器(FCL)。

已經(jīng)主要為緊湊型高壓故障限流器研制了本發(fā)明，并且將參照該應(yīng)用描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不限于該特定使用領(lǐng)域，而是還適合于低壓、中壓、超高壓和特高壓故障限流器。

背景技術(shù)

貫穿說明書的現(xiàn)有技術(shù)的任何討論決不應(yīng)被視為承認(rèn)這種先有技術(shù)在本領(lǐng)域中已眾所周知或者形成普通常識的一部分。

已知在故障情形下在配電系統(tǒng)(EDS)中使用FCL來保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)置，并且特別是保護(hù)在EDS中的變壓器。這些FCL是以負(fù)載電壓輸送負(fù)載電流的大型裝置所必需的并且需要滿足所有必要的標(biāo)準(zhǔn)，以在電流和電壓的那些電平下使用。

已經(jīng)為商業(yè)用途開發(fā)的那些FCL通常包括設(shè)置在磁芯周圍的高溫超導(dǎo)體(HTS)的至少一個線圈。為了實驗室測試的目的，還使用了由更傳統(tǒng)的導(dǎo)體構(gòu)成的小型測試裝置。然而，對后者的連續(xù)使用并未進(jìn)行評定，并且并未構(gòu)造成用于EDS中的實際使用。

HTS FCL通常被歸類為感應(yīng)型FCL(其中，負(fù)載電流流經(jīng)金屬線圈)或電阻型FCL(其中，電流流經(jīng)超導(dǎo)體線圈)。對于電感型FCL，使用HTSDC偏置線圈，以至少在金屬線圈附近將磁芯偏置到飽和狀態(tài)。該偏置使得超過給定閾值的通過金屬線圈的電流流動將導(dǎo)致磁芯脫離飽和狀態(tài)，這反過來將會改變金屬線圈的感應(yīng)系數(shù)并且對負(fù)載電流具有有限的影響。

由于HTS線圈的維修更密集、購買價格更昂貴、更難以制造，因此HTS線圈的使用在某些應(yīng)用中存在問題，并且由于需要相關(guān)的冷卻設(shè)備，因此它需要更多的總體占用面積(footprint)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服或緩解現(xiàn)有技術(shù)的至少一個缺點，或者提供一種有效的替代方案。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種故障限流器，其包括：

輸入端子，用于電連接至提供負(fù)載電流的電源；

輸出端子，用于與汲取(draw，消耗)負(fù)載電流的負(fù)載電路電連接；

磁飽和磁芯(magnetically saturable core)，包括設(shè)置在至少兩個返回分支(limb)中間的至少一個線圈接收分支，其中，分支在至少兩個磁軛之間縱向延伸，并且其中，至少兩個磁軛和至少兩個返回分支為至少一個線圈接收分支限定一個或多個磁通返回路徑的至少一部分；

至少一個AC線圈，設(shè)置在至少一個線圈接收分支周圍，以在輸入端子與輸出端子之間輸送負(fù)載電流；以及

磁偏置系統(tǒng)，用于磁偏置磁芯，從而響應(yīng)于負(fù)載電流的一個或多個特性，至少一個AC線圈從低阻抗?fàn)顟B(tài)移動到高阻抗?fàn)顟B(tài)。

在一個實施方式中，磁芯包括兩個線圈接收分支，并且AC線圈包括兩個線圈段(coil segment)，每個線圈段設(shè)置在相應(yīng)線圈接收分支周圍。

在一個實施方式中，偏置系統(tǒng)包括設(shè)置在兩個線圈接收分支周圍的DC線圈。

在一個實施方式中，DC線圈設(shè)置在AC線圈和兩個線圈接收分支周圍。

在一個實施方式中，偏置系統(tǒng)包括分別設(shè)置在相應(yīng)線圈接收分支周圍的兩個DC線圈。

在一個實施方式中，兩個DC線圈分別設(shè)置在相應(yīng)線圈段和相應(yīng)線圈接收分支周圍。

在一個實施方式中，偏置系統(tǒng)設(shè)置在兩個磁軛的至少一個周圍。

在一個實施方式中，磁芯包括多個間隔開的磁芯段(core segment)。

在一個實施方式中，磁芯段類似并且每個磁芯段包括在至少兩個磁軛之間縱向延伸的至少一個線圈接收分支和至少一個返回分支。

在一個實施方式中，AC線圈包括兩個線圈段，并且每個線圈段設(shè)置在一個線圈接收分支周圍。

在一個實施方式中，偏置系統(tǒng)包括設(shè)置在每個磁芯段的至少一個線圈接收分支周圍的DC線圈。

在一個實施方式中，每個磁芯段包括一個以上的線圈接收分支，并且DC線圈設(shè)置在每個磁芯段的線圈接收分支周圍。

在一個實施方式中，偏置系統(tǒng)包括設(shè)置在磁芯的線圈接收分支周圍的DC線圈。

在一個實施方式中，磁芯、AC線圈和偏置系統(tǒng)浸入在電介質(zhì)內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種故障限流器，包括：

輸入端子，用于電連接至提供負(fù)載電流的電源；

輸出端子，用于與汲取負(fù)載電流的負(fù)載電路電連接；

磁飽和磁芯，用于限定具有至少一個線圈接收部分和至少一個返回部分的磁路；

至少一個AC線圈，設(shè)置在至少一個線圈接收部分周圍，以在輸入端子與輸出端子之間輸送負(fù)載電流；以及