[發明專利]一種橋式磁控型故障限流器

在審

• 申請號: 202010125044.2
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111431152A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 莫育杰;王利軍
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H01F27/26;H01F27/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種橋式磁控型故障限流器。包括橋式磁控電抗器和限流電抗器，橋式磁控電抗器包括兩個對稱布置鐵芯、兩個永磁體和兩套線圈繞組，每個鐵芯包括芯柱、開口芯柱和上下橫軛，兩個永磁體布置于兩個鐵芯的上橫軛之間和下橫軛之間，每套線圈繞組由位于芯柱兩端的繞向對稱、匝數相同的上半繞組和下半繞組串聯而成，限流電抗器串接于一套鐵芯芯柱上的上半繞組與下半繞組之間。本發明無需外部監控系統的作用便能自動無延時插入系統，有利于系統繼電保護整定，保證了永磁體的工作穩定性和工作壽命，提高的裝置的整體可靠性。

技術領域

本發明涉及了一種橋式限流器，尤其是涉及了一種磁控型橋式故障限流器，屬于高壓交流輸電網故障電流限制技術領域。

背景技術

隨著我國經濟的持續發展，電力需求不斷增長，電網容量也隨著持續增長，互聯水平的不斷提高，廠站之間的電氣距離明顯縮短，高低壓系統間的電磁環網增多，從而使系統阻抗不斷下降，導致系統短路電流水平不斷攀升。而短路電流水平的不斷增長，造成電力設備投資的持續增長，且對系統的安全穩定運行帶來嚴重隱患。為了有效限制系統短路容量的增長，國內外提出了各類故障限流器技術，在系統正常運行對系統幾乎無影響，在系統發生故障時即時插入限流阻抗限制短路電流增長率及幅值，將短路電流限制在預設安全值以內，保障系統安全運行。

目前，超導故障限流器、固態限流器及永磁飽和型限流器成為研究熱點。超導限流器可按照超導材料的工作特性限制短路電流，但目前仍然受到超導材料電壓等級、容量、散熱、鐵芯體積及成本的限制，目前大多仍處在試驗室樣機階段。固態限流器由常規電抗器、電子電子器件和控制器構成，可以根據需要構成不同拓撲結構，通過控制電子電子器件的工作狀態，來改變固態限流器件的等效阻抗，從而達到限制短路電流的目的。但固態限流器需要由高壓大容量大量電力電子器件來改變系統正常與故障時對應的限流器拓撲結構，成本較高，且需要控制系統能實時監測系統故障并及時動作，一旦監控系統誤動或拒動，對系統的安全運行帶來較大隱患，這對于固態限流器監控系統的可靠性要求很高。

另外永磁飽和型限流器利用永磁體的磁場偏置能力改變限流器在系統正常運行和故障時的鐵芯的飽和程度，使限流器在系統正常運行時呈現低阻抗，系統發生短路故障時呈現高阻抗，從而有效限制短路電流。永磁飽和型限流器無需外加控制系統，在系統出現故障電流時自動無延時投入限流，整體結構簡單，經濟性較好，但已有方案中在故障限流階段，永磁體材料易在故障電流所產生的反向強磁場作用下發生不可逆退磁，較大程度上影響了限流器的工作可靠性和使用壽命。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明針對現有故障限流器技術的不足，提出了一種橋式磁控型故障限流器。

本發明所采用的技術方案是：

所述的橋式磁控型故障限流器主要由一個橋式磁控電抗器和一個限流電抗器組成；所述的橋式磁控電抗器主要由兩個鐵芯、第一永磁體、第二永磁體、第一套線圈繞組和第二套線圈繞組組成；兩個鐵芯的材料、結構和尺寸完全相同，兩個鐵芯均為一側邊開口的環形結構，且兩個鐵芯的開口相正對布置，在兩個鐵芯之間安裝布置有第一永磁體和第二永磁體，兩個鐵芯的上橫軛和下橫軛軸向均平行，第一永磁體和第二永磁體在沿垂直于鐵芯的橫軛軸向相間隔布置，每個永磁體平行于鐵芯的橫軛軸向，且兩個永磁體在沿鐵芯的橫軛軸向的長度大于兩個鐵芯的開口尺寸，同時第一永磁體/第二永磁體在沿鐵芯的橫軛軸向的端面分別和兩個鐵芯的外側緊貼；第一永磁體和第二永磁體在沿鐵芯的橫軛軸向的橫截面面積不小于兩個鐵芯的上橫軛和下橫軛的橫截面積，第一永磁體和第二永磁體的磁極方向平行于兩個鐵芯中心連線方向，且兩個永磁體的磁極方向相反布置；兩個鐵芯的芯柱的兩端均分別繞制一套繞組，共計四個繞組，同一個鐵芯的芯柱兩端的兩套繞組以芯柱中央為中心鏡像對稱繞制布置；四個繞組分別位于矩形的四角，以矩形其中一個對角方向布置的兩個繞組順向串聯形成第一套線圈繞組，以矩形另一個對角方向布置的另外兩個繞組順向串聯形成第二套線圈繞組，兩套線圈繞組再相并聯后兩端輸出分別作為進線端A與出線端B；限流電抗器串接于任一鐵芯的芯柱上的兩套繞組之間。