[發明專利]一種互鎖真空開關及應用的串聯補償型限流裝置及方法

在審

• 申請號: 201810058287.1
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108133862A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 艾紹貴;王啟梅;張哲;劉志遠;姚曉飛;史躍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;寧夏立方電氣有限公司
• 主分類號: H01H33/662
• 分類號: H01H33/662;H01H33/664;H01H33/666
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種互鎖真空開關及應用的串聯補償型限流裝置及方法，開關采用互鎖真空滅弧室，選擇快速斥力機構與之配合，實現串聯補償型限流裝置串聯補償和限流兩不同功能的快速轉換；牽引網線路正常運行時，串聯補償電容器接入，裝置處于串聯補償工作狀態；當線路發生短路故障時，互鎖真空開關動作，將電容器短路，限流電抗投入系統中，對線路短路電流起到限制作用；本發明在同一個滅弧室內部，靜主觸頭和動主觸頭構成第一觸頭組實現限流電抗器的投入和切除，靜副觸頭和動副觸頭構成第二觸頭組實現補償電容器的投入和切除；本發明采用單個真空滅弧室，一組操動機構，實現牽引系統的串補與限流功能轉換，可降低裝置的體積成本和經濟成本，提高系統的可靠性。

技術領域

本發明中的互鎖真空開關屬于高壓真空開關領域，具體涉及一種采用單臺真空開關同時實現兩種不同功能的互鎖真空開關；其應用的串聯補償型限流裝置屬于牽引系統(或電力系統)串聯補償和限流技術的綜合領域，具體涉及一種基于互鎖真空開關的串聯補償型限流裝置及方法。

背景技術

電氣化鐵路的供電是在鐵路沿線建立若干個牽引變電所，牽引變電所的主要任務是將電力系統輸送來的110kV(或220kV)三相交流電，經牽引變壓器降為27.5kV(或2×27.5kV)單相電，然后經饋電線將單相供電送至接觸網上，由接觸網向電力機車供電。然而在長大坡道、重載線路以及供電臂末端時，接觸網電壓損失較嚴重，出現電壓水平偏低的現象，當網壓低于牽引規程所要求的最低值(19kV)時，將使電力機車無法正常牽引。在工程實踐中，串聯電容補償是一種有效的改善措施，將串聯電容補償裝置應用于線路中能夠有效提高牽引網的電壓水平，改善牽引網的功率因數，提高牽引變電所供電的質量。

此外，短路是牽引供電系統中最常見，也是最嚴重的一種故障。以一臂接地短路發生幾率最高，當系統發生短路時，電流急劇增加，系統電壓降低，短路時電流值達額定值的幾倍至幾十倍，為了限制短路電流，降低短路故障電流對沿線電力設備動穩定和熱穩定的沖擊，短路故障發生時可在故障線路引入電抗以降低短路電流水平。

串聯補償型故障限流器可以很好的同時解決牽引網壓降大和短路多的兩大問題，目前所提出的拓撲多為電容組件兩側并聯開關，限流電抗組件兩側無并聯開關，這種情況下電抗組件始終在線路中運行，產生巨大的無功損耗。有鑒于此，確有必要提供一種即具有串聯補償功能且“零”損耗的限流裝置。

如若實現這種具有串聯補償功能且“零”損耗的限流裝置,則需要串聯補償電容器與限流電抗器分別與快速開關并聯之后串聯而成。線路中串聯補償電容和限流電抗二者的配合關系為：線路正常運行時，與補償電容并聯的開關保持分閘狀態，此時電容組件接入線路中，裝置工作于串聯補償狀態，與限流電抗并聯的開關合閘，限流電抗被旁路，進而實現電抗運行“零”損耗。當線路發生短路故障時，與補償電容并聯的開關合閘，與限流電抗并聯的開關分閘，將限流電抗投入系統中，裝置工作于限流狀態，對線路短路電流起到限制作用。

目前的真空開關滅弧室只能對一組元件進行控制，實現該組件的投切。如要同時實現上述串聯補償與短路故障電流限制功能的切換，需配備2臺真空開關、兩組獨立的操動機構，在這種情況下，大大增加了材料、造價與體積，加劇開關控制系統的復雜性，降低線路保護的可靠性。

發明內容

本發明目的在于提供一種互鎖真空開關及應用的串聯補償型限流裝置及方法，采用單個滅弧室同時實現裝置串聯補償與短路電流限制兩種功能轉換，可降低裝置體積、成本，減少用于裝置的真空滅弧室數量，簡化操動機構和傳動部件設計，提高裝置可靠性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種互鎖真空開關，主要包括互鎖真空滅弧室和快速斥力機構兩部分；