[實用新型]一種單相飽和鐵芯型故障限流器

有效

• 申請號: 201720544593.7
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN206992686U
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 吳維寧;鄭建勇;沈昊驄;李繼紅;沙浩源;侯凱;武迪;隗華榮;章株俊;楊瀅
• 申請（專利權）人: 東南大學;國電南瑞科技股份有限公司;南京南瑞集團公司;國網浙江省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種單相飽和鐵芯型故障限流器，屬于電力系統領域。

背景技術

隨著人們對電力需求的日益增加，電力系統的負荷不斷加重，電網發生短路故障時的短路容量也越來越高，因此對電力設備等造成為危害也越來越嚴重，因此對短路故障限流器的研究也越來越重要。

磁飽和開關型電抗器就是多種電抗器中的一種，在系統正常工作時，由于直流勵磁電路的勵磁作用，磁飽和開關型電抗器達到磁飽和狀態，此時電抗器呈現為低阻抗，對電力系統的正常運行影響很低；而當系統發生短路故障時，由于交流側的突增的短路電流同原本的直流勵磁相抵消，使得磁飽和開關型電抗器退出磁飽和狀態，呈現為高阻態，從而達到限制短路故障電流的效果。

傳統的磁飽和開關型電抗器具有正常工作時損耗小，故障發生時反應快等優點，但是同時運行效率低，鐵芯使用效率只有50％，正常工作時直流勵磁電流需求大等問題都導致傳統型磁飽和開關型電抗器無法適應現階段的實際運行狀態。近年來，針對這些問題，各國專家提出了很多新的磁飽和開關型電抗器結構，采用開環鐵芯的方式減少電抗器鐵芯的使用，減少鐵芯損耗，但同時，由于開環方式使得正常工作時對直流勵磁電流的需求增大，不僅增大了直流勵磁電源的設計難度，同時必須使用超導線圈以達到所需要的載流量。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種單相飽和鐵芯型故障限流器，具有結構簡單、占用空間小、穩定高效等特點，能夠有效限制短路故障電流，同時降低磁飽和開關型電抗器對直流勵磁電流的需求，節約使用成本，經濟實用。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種單相飽和鐵芯型故障限流器，包括口字型鐵芯、一組交流線圈繞組和兩組直流線圈繞組；

其中，兩組直流線圈繞組分別繞制在口字型鐵芯相對的兩側鐵芯上，且兩組直流繞組以反向串聯方式接入直流勵磁電路中；所述交流線圈繞組包裹在兩組直流線圈繞組外 側，且交流線圈繞組串聯在交流電源和系統負載之間。

通過采用兩組直流勵磁線圈反向串聯方式進行連接，兩組直流線圈產生的直流磁通在口字型鐵芯中形成環路，從而使得在相同直流勵磁條件下，本發明中的飽和鐵芯型故障限流器更容易進入飽和狀態。

進一步的，所述兩組直流線圈繞組的匝數相同。由于兩個直流勵磁繞組采用反向串聯接法，匝數相同，因此，直流勵磁在交流線圈中產生的諧波也被抵消，從而減小功率損耗。

進一步的，所述交流線圈繞組及直流線圈繞組采用絲包扁銅線制成，且口字型鐵芯采用硅鋼片制成，成本較低且導磁能力強。

進一步的，所述口字型鐵芯的截面為圓形、橢圓形或矩形。

有益效果：本發明提供的一種單相飽和鐵芯型故障限流器，相對于現有技術，具有以下優點：1、與傳統的單相磁開關式故障限流器一樣，當系統正常工作時，限流器呈現為低阻抗狀態，當系統出現短路故障時可以迅速呈現為高阻抗，有效限制短路電流的大小；

2、相比于傳統的單相磁開關式故障限流器，本發明提出的結構可以很大程度上減少限流器所需要的鐵芯材料，減少電抗器的制造成本，同時減少實際運行時的鐵芯損耗，提高了電抗器的運行效率；

3、在相同的直流勵磁條件下，本發明中的飽和鐵芯型故障限流器更容易進入飽和狀態，因此在系統正常工作時，本發明可以降低直流勵磁系統的設計難度，以及直流勵磁線圈的制造難度。

附圖說明

圖1為本發明實施例的電路原理圖；

圖2為本發明實施例的結構示意圖；

圖3為本發明與傳統磁飽和開關型電抗器在直流勵磁電流0～100A條件下的磁感應強度曲線圖；

圖4為本發明與傳統磁飽和開關型電抗器在短路故障發生且勵磁電流大小為0時的限流效果比較圖；

圖中包括：1—口字型鐵芯，2、4—直流線圈繞組，3—交流線圈繞組。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1、2所示為一種單相飽和鐵芯型故障限流器，包括口字型鐵芯1、一組交流線圈繞組3和兩組直流線圈繞組2、4；

其中，兩組直流線圈繞組2、4分別繞制在口字型鐵芯1相對的兩側鐵芯上，且兩組直流繞組2、4以反向串聯方式接入開關S2、直流勵磁電源DC和電阻R2之間，構成直流勵磁回路；所述交流線圈繞組3同時繞制于兩組直流線圈繞組2、4外側，且交流線圈繞組1串聯在交流電源AC、線路阻抗R1、開關S1和負載RL之間，構成交流回路。