[發明專利]一種新型自驅動模塊化高壓變阻器

有效

• 申請號: 202110409324.0
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113517103B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 廖敏夫;王汝凡;段雄英;李金金;黃智慧
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01C10/38
• 分類號: H01C10/38;H02H9/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 戴風友

本發明屬于高壓輸配電裝置技術領域，涉及一種新型自驅動模塊化高壓變阻器。所述的變阻器包括滑動導軌、滑塊、高壓限流電阻、承接板和續流導軌。所述的新型自驅動模塊化高壓變阻器左右對稱，滑動導軌為倒L字形金屬導軌，導軌表面經拋光鍍層處理，增強其導電性與滑動接觸性。兩個滑動導軌通過承接板相連，金屬滑塊經表面處理后放置于承接板上。所述的承接板采用絕緣材料，起固定和支撐金屬滑塊作用。本發明在發生故障時，無需檢測和控制，就能夠及時限制故障電流上升率和故障電流峰值；正常運行時接近零損耗，對系統運行無影響。

技術領域

本發明屬于高壓輸配電裝置技術領域，涉及一種新型自驅動模塊化高壓變阻器。

背景技術

隨著全球能源消耗量的大幅增加，電網短路電流也隨之迅速增長，很多線路目前或預期的短路水平已接近甚至超過現有斷路器遮斷容量，嚴重威脅了電網的穩定安全運行，同時也造成新建發電廠接入系統能力不足，限制了電力系統的發展。交流或直流電力系統，其短路電流產生的根源是阻抗的突降，造成系統阻抗過低，從而造成短路電流超標或者快速上升。

裝設故障限流器(fault current limiter，FCL)是限制短路電流的最佳方案，限制短路電流的原理主要是防止系統阻抗過低，及時補償阻抗的突降。因此FCL一般具備兩種形態，在系統正常運行時為低阻抗，避免損耗；發生故障后及時響應，變為高阻抗。因此這種由低阻抗向高阻抗轉換的過程，在故障限流領域起著關鍵的作用。目前的限流器主要是，通過改變線路結構來串聯引入大阻抗完成由低阻抗向高阻抗轉換的過程從而達到限流目的，一般由低阻抗支路和高阻抗支路并聯，能夠對故障電流進行換流。在換流過程中，通過快速開關或者電力電子開關來開斷低阻抗支路，將故障電流轉移到高阻抗支路。換流時其阻抗是突變的，在開斷低阻抗支路時，如果等待電流過零，則無法限制短路電流峰值；如果強制故障電流過零(如采用電力電子開關、人工過零回路或熔斷器)，又會產生極高的過電壓等暫態過程，同樣會對系統設備產生嚴重的沖擊，而必須增加回路來處理過電壓和涌流，又大大增加了限流器結構的復雜性，同時換流回路本身往往也很復雜，這就提高了成本。

目前的限流器還可以通過改變已經串入線路的元件的阻抗達到限流的目的，其阻抗是逐漸變化的，因此限流過程中不會引起太大的過電壓等暫態過程。這種故障限流器要求在線路開斷之前能夠耐受短路電流，開斷之后快速恢復低阻抗。目前的超導體、正溫度系數電阻等都具備變阻抗特性，但很難滿足實際應用的要求，比如超導材料失超存在安全保護問題，需要復雜的保護回路，影響系統運行的穩定性，而且其需要配套的制冷設備或整流設備，能耗較大。

本專利設計的適用于FCL的新型自驅動模塊化高壓變阻器，可以避免傳統方法的缺陷，無需檢測設備實現低阻抗向高阻抗的快速變化。

發明內容

針對目前變阻抗技術在故障限流領域存在的問題，本發明提供了一種能夠同時滿足有效性、快速性、兼容性、經濟型、平穩性和靈活性指標的新型自驅動模塊化高壓變阻器。

本發明的技術方案如下：

一種新型自驅動模塊化高壓變阻器，包括滑動導軌、滑塊、高壓限流電阻、承接板和續流導軌。

所述的新型自驅動模塊化高壓變阻器左右對稱，滑動導軌為倒L字形金屬導軌，導軌表面經拋光鍍層處理，增強其導電性與滑動接觸性。

兩個滑動導軌通過承接板相連，金屬滑塊經表面處理后放置于承接板上。所述的承接板采用絕緣材料，起固定和支撐金屬滑塊作用。

所述的高壓限流電阻多層疊加置于滑動導軌的上端，續流導軌置于相鄰高壓限流電阻之間。所述續流導軌與滑動導軌材質相同，起導電續流作用。

所述的高壓限流電阻采用于高比能的ZnO陶瓷線性電阻，由于ZnO晶粒間的勢壘存在，使其只在某一特定方向導電，呈現滲流導電模型。這里ZnO陶瓷限流電阻的上下方向為導電相，四周絕緣。