[發(fā)明專利]一種快速故障限流器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810341045.3
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108711838A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 何常紅;徐軍;陳興強;崔校玉;郭春林;鄧洪;李波
• 申請（專利權）人: 成都智源電氣有限責任公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H01H9/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種快速故障限流器，包括限流電抗器、超高速機械開關、開關控制系統(tǒng)、電容器，避雷器、電流互感器、絕緣機柜等組成。其中主控制器控制超高速機械開關分合閘，當線路電流處于穩(wěn)態(tài)時，超高速機械開關斷開，限流裝置對外呈低阻抗；當線路發(fā)生短路故障或過電流時，開關控制系統(tǒng)檢測到線路電流超過閾值，高速斷開超高速機械開關，故障限流裝置對外呈高阻抗，實現(xiàn)有效抑制短路電流的作用，當線路并在電流的第一個大半波過零點高速閉合開關，電路恢復正常運行。

技術領域

本發(fā)明涉及用于高壓電器開關設備領域，尤其是涉及一種快速故障限流器。該限流器適用于電力系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障或過電流時的自動快速限流處理。

背景技術

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，高電壓大容量供電系統(tǒng)得到了進一步發(fā)展，系統(tǒng)短路電流水平也在不斷提高，在電力系統(tǒng)變電站或者牽引變電站出口處發(fā)生電力故障時，其最大短路電流可達100kA以上，而目前國內較為常用的真空斷路器的開斷電流為63kA以下，已遠遠超過斷路器的斷路能力，存在著較大的安全隱患。短路電流如果沒有被及時限制，會對變壓器和線路上的一次電力設備造成沖擊，嚴重時會造成電力設備經(jīng)不住第一個周波的大電流沖擊而損壞。因此，作為電力系統(tǒng)中抑制短路電流的有效措施，故障限流器的研制是十分有必要的，是發(fā)展日益成熟的電力系統(tǒng)中的重要設備。從故障限流器的發(fā)展歷程來看，其各種限流器的基本原理大致相同，都是在供電系統(tǒng)正常運行時，限流器呈低阻抗，當線路發(fā)生短路時快速將限流阻抗投運入電路，抑制短路電流的極快增長，減輕電力設備的負擔。目前國內外主流的故障限流器可大致分為：基于超導材料的超導故障限流器，基于電力電子器件的固態(tài)限流器與串聯(lián)諧振型故障限流器，以及機械開關型故障限流器。限流器的結構雖然種類繁多，但對其主要功能要求均一致：運作時不會導致系統(tǒng)過電壓、過電流或振蕩等不利影響；具有檢測故障后自動觸發(fā)和故障排除后自動復位的功能；開關動作速度快，及時抑制電流等。超導型限流器由于其高昂的造價及技術的不成熟，目前并不適合大規(guī)模推廣應用；固態(tài)限流器和串聯(lián)諧振型限流器是目前發(fā)展的主要熱點，但固態(tài)限流器其固態(tài)開關的耐壓性較差，且通態(tài)損耗較高，串聯(lián)諧振型故障限流器存在著造價較高和控制系統(tǒng)的運維問題，而機械開關型故障限流器也具有開關動作時間較長等問題。

發(fā)明內容

鑒于上述內容，本發(fā)明旨在提出一種快速故障限流器，能夠解決或避免上述問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

提供一種快速故障限流器，包括：第一電抗器L1、第二電抗器L2、超高速機械開關、開關控制系統(tǒng)、電容器C、避雷器、電流互感器、絕緣機柜。

所述主控制器采用FPGA為主要控制單元，能夠實時接收電流互感器檢測到的線路中的電流幅值與相位信息，并加以處理判斷，及時在發(fā)生故障時斷開快速機械開關。

進一步地，超高速機械開關的開關觸發(fā)單元主要由儲能單元和儲能釋放電源組成，可以實現(xiàn)機械開關的高速開斷。

進一步的，故障限流器中的避雷器可以實現(xiàn)過壓保護的功能，保證限流裝置的穩(wěn)定運行。

本發(fā)明所提出的一種快速故障限流器，適用于電力系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)中。正常運行時，高速開關處于斷開狀態(tài)，第一電抗器L1與電容器C構成串聯(lián)諧振，限流器表現(xiàn)為低阻抗；當電路發(fā)生短路時，主控制器通過電流互感器判斷電路發(fā)生故障，并發(fā)送控制信號使超高速機械開關快速閉合，第二電抗器L2與電容器C構成并聯(lián)諧振，限流器對外呈高阻抗，短路電流被迅速抑制。在電流的第一個大半波過零點時，超高速機械開關迅速斷開，電路恢復正常運行，有效的保護了變壓器，斷路器等電力設備。

本發(fā)明的有益效果是：(1)該限流器在發(fā)生線路短路或過電流時通過高速投運限流電抗器，限流效果明顯，根據(jù)現(xiàn)場實際測試，限流效果可達到40％以上。(2)該限流器的高速機械開關采用大容量儲能單元供電，并由高速開關控制系統(tǒng)控制其開斷，在保證機械開關其較高的耐壓性能的同時，也大大提高了開關的響應速度，具有較高的可靠性和可控性。

附圖說明