[實用新型]一種新型的零磁通短路電流限制器

有效

• 申請號: 201520783776.5
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN205123239U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 張曉文;宋嘉;張曉敏
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 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

本實用新型涉及電力系統輸配電技術領域，具體涉及在輸電線路發生短路故障產生大電流時對其進行有效限制的一種新型的零磁通短路電流限制器。

背景技術

隨著社會和科技水平的不斷快速進步，電力系統的裝機容量隨之日益增加，隨著互聯網和物聯網技術的發展，電力系統的互聯程度也越來越高，而這些技術的進步也使得電網系統中的短路阻抗相對減小而短路電流等級卻急劇增大。為了降低短路電流，必須采用分割系統或者增設限流設備，而電力系統分割需要對電網整體進行規劃和調度，且有可能會引起系統振蕩和更大的故障。因此，采用故障限流器來對短路電流進行限制顯得更加必要和迫切。

限流器的設計方案數十種以上，歸納起來主要分為兩大類：超導型短路電流限制器，串聯諧振型短路電流限制器。由于技術和經濟成本各方面的因素，當前商業化應用的超高壓短路電流限制器并不多，而超導型短路電流限制器應用于超高壓輸電線路還面臨重重困難，主要原因是超導材料在高壓下穩定性可靠性難以保證；串聯諧振型短路電流限制器則存在著電容承壓過高，增加無功損耗以及設備體積大成本高等缺陷。

實用新型內容

針對現有短路電流限制器的不足，本實用新型提出一種新型的零磁通短路電流限制器，以解決當前電力網短路電流限制領域存在的難題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案為：一種新型的零磁通短路電流限制器，包括一次側電流互感器（2）、一次側繞組線圈（3）、電流檢測與控制裝置（5）、二次側電流互感器（6）、電容（7）、二次側繞組線圈（8）、逆變器（9）以及鐵芯（10），所述一次側電流互感器（2）和二次側電流互感器（6）均采用母線式電流互感器。

本實用新型的進一步設置為：所述鐵芯（10）材料采用釹。

本實用新型的進一步設置為：所述逆變器（9）中選擇IGBT型固態開關作為快速開關。

本實用新型的進一步設置為：所述電流檢測與控制裝置（5）以DSP為核心，通過SVPWM控制逆變器（9）。

本實用新型的有益效果是：該新型的零磁通短路電流限制器對于正常運行狀態下輸配電系統的影響微乎其微；當系統發生短路故障時，該新型的零磁通短路電流限制器可以迅速檢測到故障并在故障電流達到第一個波峰前發生動作，減小了斷路器的工作壓力；同時該新型的零磁通短路電流限制器成功摒棄直流偏置系統，而且使用三個鐵芯便可實現三相保護，降低了成本、體積和重量。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理圖。

圖2為本實用新型中由一次側繞組線圈、二次側繞組線圈及鐵芯構成的變壓器結構圖。

其中，1.系統電源，2.一次側電流互感器，3.一次側繞組線圈，4.負載，5.電流檢測與控制裝置，6.二次側電流互感器，7.電容，8.二次側繞組線圈，9.逆變器，10.鐵芯。

具體實施方式

為了更明確地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要的附圖作簡要的介紹，但要求保護的范圍并不限于此。

如附圖1所示，一種新型的零磁通短路電流限制器，包括一次側電流互感器2、一次側繞組線圈3、電流檢測與控制裝置5、二次側電流互感器6、電容7、二次側繞組線圈8、逆變器9和鐵芯10。一次側電流互感器2與二次側電流互感器6將測得的一、二次線路上的電流傳送到電流檢測與控制裝置5。電流檢測與控制裝置5以DSP為核心，通過SVPWM控制逆變器9。逆變器9在系統正常工作時產生一個與一次側電流方向相反且成比例的補償電流注入二次側繞組線圈8，通過注入二次側電流使鐵芯10內主磁通為零，使得一次側繞組線圈3呈現低阻抗性，從而不影響系統正常運行。在系統故障時不產生二次側電流，使串聯于系統的一次側繞組線圈3由于勵磁阻抗的作用而呈現高阻抗性，從而有效抑制短路電流。采用一個電容7并接于逆變器9來提供穩定的直流電源。

如附圖2所示，本實用新型中變壓器結構由一次側繞組線圈3、二次側繞組線圈8及鐵芯10構成。系統選擇釹作為鐵芯10材料，釹具有較大的矯頑力且磁通密度也足夠大，鐵芯截面積設計為20cm20cm，磁路長度為2.3m，線圈匝數都為6。鐵芯10選擇有氣隙型，由于氣隙的存在，空載電流占額定電流的比例比其它結構變壓器大的多，因此在抵消基波主磁通方面更加易于實現，而且可實現鐵芯10磁導保持線性。