[發明專利]混合勵磁的多功能飽和鐵芯交流故障限流器及限流方法

有效

• 申請號: 202210037310.5
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114512971B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 袁佳歆;葉叢韜;洪永貴
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02J3/01
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

1.一種混合勵磁的多功能飽和鐵芯交流故障限流器的限流方法，該限流器包括鐵芯、第一直流繞組、第二直流繞組、第一交流繞組、第二交流繞組和直流外圍電路；所述鐵芯為五柱式結構，包括左外側氣隙支柱、右外側氣隙支柱、中間支柱、左工作鐵芯、右工作鐵芯、上橫軛和下橫軛，左工作鐵芯位于左外側氣隙支柱與中間支柱之間，右工作鐵芯位于右外側氣隙支柱與中間支柱之間，上橫軛和下橫軛分別位于所有支柱的上方和下方，中間支柱嵌有永磁體；第一直流繞組和第二直流繞組分別繞制在左工作鐵芯和右工作鐵芯上，并連接直流繞組外圍電路；第一交流繞組和第二交流繞組采用緊耦合的方式分別繞制在第一直流繞組和第二直流繞組外側，且第一直流繞組與第二直流繞組繞制方向一致，第一交流繞組與第二交流繞組繞制方向相反；其特征在于：限流方法包括以下步驟：

1)在每半個周期內，左工作鐵芯和右工作鐵芯其中之一的直流磁通與交流磁通方向一致，另一個工作鐵芯中的直流磁通與交流磁通方向相反；

2)當電力系統處于正常狀態時，電網工作電流小，直流勵磁電源和永磁體產生的直流磁動勢較第一交流繞組和第二交流繞組產生的磁動勢而言占據絕對優勢，正常工作時左工作鐵芯、右工作鐵芯受直流勵磁電源和永磁體的共同影響而飽和，通過調整直流勵磁電源大小來改變軟磁材料飽和程度，從而控制磁導率，進行故障限流器交流穩態輸出電感的平滑調節，實現潮流調控；

3)當電力系統發生短路故障時，系統的故障電流超過額定電流，第一交流繞組或第二交流繞組產生的磁通與直流勵磁電源和永磁體產生的磁通方向相反，使得左工作鐵芯和右工作鐵芯迅速交替的退出飽和；退出飽和后的工作鐵芯磁導率上升，導致交流繞組電感值增大，退出飽和的工作鐵芯上的交流繞組與直流繞組發生電磁耦合，直流繞組外圍電路中的限流電感將串入交流側，故障限流器的對外電感增大，從而在一個完整的周期內限制短路電流；

4)當電力系統發生短路故障時，交流磁通流經左外側氣隙支柱、右外側氣隙支柱、左工作鐵芯和右工作鐵芯，不經過永磁體，使得永磁體內的渦流損耗降低；

5)在故障排除后，故障電流減小，電力系統的工作狀態恢復正常狀態，故障限流器的整體阻抗值減小，再次進入調控潮流的狀態。