[實用新型]一種固態故障電流限制器

有效

• 申請號: 201720489983.9
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN206908285U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 楊尚瑾;劉洋;金雪芬;李蘭芳;李響;汪權;湯偉;楊鋮
• 申請（專利權）人: 中電普瑞科技有限公司;南京南瑞集團公司;國家電網公司;國網安徽省電力公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本實用新型涉及電力系統及電力電子技術領域，具體涉及一種固態故障電流限制器。

背景技術

電力系統規模越來越大，短路電流水平超標問題也越來越嚴重。傳統的限制短路電流的方法，如改變電力系統結構、加裝串聯電抗等，會對電力系統正常運行產生不利影響。故障電流限制器(fault current limiter，FCL)可實現在正常運行時對電力系統無影響，發生短路故障后快速增大阻抗，是限制短路電流的有效途徑。目前，故障電流限制器主要有超導型、飽和鐵心型、變壓器型等多種類型，但都在實現的技術難度、經濟性、占地面積上存在問題，限制了工程應用。上世紀九十年代，美國EPRI詳細調研了已有的限流技術，認為應用電力電子技術發展固態FCL是較現實的技術途徑。

電力系統迅速發展，電網之間互聯加強，導致了各級電網中的短路電流水平不斷增加。在電力系統中，部分地區的短路電流已經達到甚至超過了斷路器遮斷容量，嚴重威脅了電力系統的安全穩定運行。提高電壓等級、采用串聯電抗等傳統電流限制技術可一定程度上抑制短路電流，但會對電力系統的正常運行造成一定負面影響。使用故障電流限制器(FCL)成為解決短路電流超標問題的有效途徑，其特點是在電力系統正常運行時呈現零阻抗或低阻抗，對電力系統基本無影響，在電力系統發生短路故障時阻抗迅速增大，迅速限制短路電流。

隨著大功率電力電子器件的進步，出現了固態故障電流限制器(solid state FCL)。固態故障電流限制器的基礎模塊包括晶閘管閥或可關斷電力電子器件與限流元件、控制系統，是故障電流限制器的主要發展方向之一。目前的固態故障電流限制器主要有并聯開關型、橋型和串聯諧振型，但這幾種方案在技術難度、成本與占地方面都存在不足或欠缺，很有必要研究新型的固態故障電流限制器。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供一種固態故障電流限制器，可實現正常運行時對電力系統幾乎無影響，故障發生后自動限制短路電流。且本實用新型提供的固態故障電流限制器對故障識別速度要求低，結構簡單，無全控型電力電子器件，且可通過改變限流電抗大小分別調整對短路電流峰值和穩態值的限流效果，便于工程應用。

為了實現上述目的，本實用新型采取如下技術方案：

本實用新型提供一種固態故障電流限制器，包括限流電抗L1、限流電抗L2、限流電抗L3、晶閘管閥T1、晶閘管閥T2和旁路斷路器K；

所述限流電抗L1與限流電抗L2串聯形成限流電抗支路，所述晶閘管閥T1和晶閘管閥T2串聯形成晶閘管閥支路，且晶閘管閥T1的陰極連接晶閘管閥T2的陰極；所述旁路斷路器K和晶閘管閥支路均與限流電抗支路并聯，所述限流電抗L3一端與限流電抗L1與限流電抗L2的中點，其另一端與晶閘管閥T1和晶閘管閥T2的中點連接。

所述限流電抗L1和限流電抗L2的電抗值相等。

所述晶閘管閥T1和晶閘管閥T2均包括單向晶閘管。

所述單向晶閘管設有N個，N個單向晶閘管依次串聯，N由晶閘管閥需承受的電壓決定。

所述單向晶閘管設有M個，M個單向晶閘管并聯，M由晶閘管閥需承受的電流決定。

所述固態故障電流限制器串聯于輸電線路中，且分相布置。

本實用新型還提供一種固態故障電流限制器，包括限流電抗L1、限流電抗L2、限流電抗L3、晶閘管閥T1、晶閘管閥T2和旁路斷路器K；

所述限流電抗L1與限流電抗L2串聯形成限流電抗支路，所述晶閘管閥T1和晶閘管閥T2串聯形成晶閘管閥支路，且晶閘管閥T1的陽極連接晶閘管閥T2的陽極；所述旁路斷路器K和晶閘管閥支路均與限流電抗支路并聯，所述限流電抗L3一端與限流電抗L1與限流電抗L2的中點，其另一端與晶閘管閥T1和晶閘管閥T2的中點連接。

所述限流電抗L1和限流電抗L2的電抗值相等。

所述晶閘管閥T1和晶閘管閥T2均包括單向晶閘管。

所述單向晶閘管設有N個，N個單向晶閘管依次串聯，N由晶閘管閥需承受的電壓決定。

所述單向晶閘管設有M個，M個單向晶閘管并聯，M由晶閘管閥需承受的電流決定。

所述固態故障電流限制器串聯于輸電線路中，且分相布置。

本實用新型還提供一種適用于高壓/特高壓電力系統的耦合系統，包括固態故障電流限制器和降壓變壓器；

所述降壓變壓器的低壓側繞組并聯有限流電抗支路，所述降壓變壓器的高壓側繞組并聯有旁路斷路器K。

與最接近的現有技術相比，本實用新型提供的技術方案具有以下有益效果：