一種短路故障限流器制造技術

一種短路故障限流器，采用了三相共享一個限流電阻的結構，通過隔離變壓器的漏感或者隔離變壓器的漏感與限流電感相結合的方式來限制故障電流的上升速率，并在檢測的電網過流時，通過開關動作將故障線路串入共享的限流電阻，從而達到限制故障電流的穩態值的作用。該限流器三相可獨立控制，故障相的限流操作不對非故障相產生任何影響，因此靈活性高；同時由于采用共享一個限流電阻的結構，該裝置的成本和體積將大大降低，并提高了系統的可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種短路故障限流器。
技術介紹
隨著國民經濟的快速發展，社會對電力需求不斷增加，帶動了電力系統的不斷發 展，單機和發電廠容量、變電所容量、城市和中心負荷不斷增加，就使得電力系統之間互聯， 各級電網中的短路電流水平不斷提高，短路故障對電力系統及其相連的電氣設備的破壞性 也越來越大。而且，在對電能需求量日益增長的同時，人們對電能質量、供電可靠性和安全 性等也提出了更高的要求。然而，大電網的暫態穩定性問題比較突出，其中最重要的原因之 一是由于常規電力技術缺乏行之有效的短路故障限流技術。目前，世界上廣泛采用斷路器 對短路電流全額開斷，由于短路電流水平與系統的容量直接相關，在斷路器的額定開斷電 流水平一定的情況下，采用全額開斷短路電流將會限制電力系統容量的增長，并且斷路器 價格隨著其額定開斷電流的增加而迅速上升。隨著電網容量和規模的擴大，這一問題將變 得更加嚴重。 短路故障限流器是解決這一問題的有效途徑。它通過在電網發生短路時，在故障 線路中串入阻抗來限制故障電流，以達到保護電力設備和使斷路器能可靠開斷的目的。圖 1所示為美國專利U.S 5， 726， 848 故障限流器和交流斷路器的拓撲結構圖。美國專利 U. S 5， 726， 848采用一種單相晶閘管整流橋結構，將限流電感并聯在整流橋的直流端，通過 控制晶閘管的移相角來限制故障電流。該專利的主要問題是諧波含量高，對負載的影響較 大；同時控制方法較復雜，可靠性低。圖2為日本專利JP2000，4534 限流裝置的拓撲結 構圖。日本專利JP2000，4534采用單相不控整流橋結構，在橋路的直流端并聯限流電感和 正溫度系數(PTC)電阻，以達到同時限制故障電流的暫態值和穩態值的作用。由于正溫度 系數電阻通過溫升來提高電阻值，其響應速度較慢，同時每相電路均需要一個限流電阻，成 本較高。圖3所示為中國專利CN100452608C 具有單個自開關的橋式短路故障限流裝置 的一個拓撲結構圖。此專利采用在單相不控整流橋的直流端并聯限流電感和開關，交流段 并聯限流電感的結構。由于三項電路的每一相均需要兩個限流電感成本較高。
技術實現思路
為了克服已有技術的不足，本專利技術提供了一種具有單個限流電阻的短路故障限流 器。本專利技術采用三相電路共享一個限流電阻的結構，且三相可獨立控制，每相電路的短路限 流控制不對其他未發生短路的線路產生任何影響。本專利技術的成本較低，控制方法靈活，可廣 泛適用于各種三相電網的故障限流。 本專利技術的結構如下第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管組成第 一二極管整流橋；第一二極管和第二二極管的陰極連在一起，構成第一直流連接點，第三二 極管和第四二極管的陽極連在一起，構成第二直流連接點，第三二極管的陰極和第二二極 管的陽極連接在一起，構成第一交流連接點，第四二極管的陰極和第一二極管的陽極連接4在一起，構成第二交流連接點；第五二極管、第六二極管、第七二極管和第八二極管組成第二二極管整流橋；第五二極管和第六二極管的陰極連在一起，構成第三直流連接點，第七二極管和第八二極管的陽極連在一起，構成第四直流連接點，第七二極管的陰極和第六二極管的陽極連接在一起，構成第三交流連接點，第八二極管的陰極和第五二極管的陽極連接在一起，構成第四交流連接點；第九二極管、第十二極管、第十一二極管和第十二二極管組成第三二極管整流橋；第九二極管和第十二極管的陰極連在一起，構成第五直流連接點，第十一二極管和第十二二極管的陽極連在一起，構成第六直流連接點，第十一二極管的陰極和第十二極管的陽極連接在一起，構成第五交流連接點；第十二二極管的陰極和第九極管的陽極連接在一起，構成第六交流連接點；第一直流連接點和第四直流連接點相連，第三直流連接點和第六直流連接點相連；第二直流連接點和第五直流連接點分別與限流電阻的兩端相連；第一交流連接點、第二交流連接點與第一變壓器的次邊的兩端分別連接，第一變壓器原邊的兩端分別與第一相電源和第一相負載的一端相連；第三交流連接點、第四交流連接點與第二變壓器的次邊的兩端分別連接，第二變壓器原邊的兩端分別與第二相電源和第二相負載的一端相連；第五交流連接點、第六交流連接點與第三變壓器的次邊的兩端分別連接，第三變壓器原邊的兩端分別與第三相電源和第三相負載的一端相連；第一直流電抗器和第十三二極管并聯后和第一開關串聯；第一直流電抗器的一端和第十三二極管的陰極與第一直流連接點相連；第一直流電抗器的另一端和第十三二極管的陽極與第一開關的陽極相連，第一開關的陰極與第二直流連接點相連；第二直流電抗器和第十四二極管并聯后和第二開關串聯；第二直流電抗器的一端和第十四二極管的陰極與第三直流連接點相連；第二直流電抗器的另一端和第十四二極管的陽極與第二開關的陽極相連，第二開關的陰極與第四直流連接點相連；第三直流電抗器和第十五二極管并聯后和第三開關串聯；第三直流電抗器的一端和第十五二極管的陰極與第五直流連接點相連；第三直流電抗器的另一端和第十五二極管的陽極與第三開關的陽極相連，第三開關的陰極與第六直流連接點相連。 在變壓器的漏感和線路阻抗能夠滿足限制故障電流上升率需要時，也可采用如下簡化結構第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管組成第一二極管整流橋；第一二極管和第二二極管的陰極連在一起，構成第一直流連接點，第三二極管和第四二極管的陽極連在一起，構成第二直流連接點，第三二極管的陰極和第二二極管的阻極連接在一起，構成第一交流連接點，第四二極管的陰極和第一二極管的陽極連接在一起，構成第二交流連接點；第五二極管、第六二極管、第七二極管和第八二極管組成第二二極管整流橋；第五二極管和第六二極管的陰極連在一起，構成第三直流連接點，第七二極管和第八二極管的陽極連在一起，構成第四直流連接點，第七二極管的陰極和第六二極管的陽極連接在一起，構成第三交流連接點；第八二極管的陰極和第五二極管的陽極連接在一起，構成第四交流連接點。第九二極管、第十二極管、第十一二極管和第十二二極管組成第三二極管整流橋；第九二極管和第十二極管的陰極連在一起，構成第五直流連接點，第十一二極管和第十二二極管的陽極連在一起，構成第六直流連接點，第十一二極管的陰極和第十二極管的陽極連接在一起，構成第五交流連接點，第十二二極管的陰極和第九極管的陽極連接在一起，構成第六交流連接點；第一直流連接點和第四直流連接點相連，第三直流連接點和第六直流連接點相連；第二直流連接點和第五直流連接點分別與限流電阻的兩端相連；第一交流連接點、第二交流連接點與第一變壓器的次邊的兩端分別連接，第一變壓器原邊的兩端分別與第一相電源和第一相負載的一端相連；第三交流連接點、第四交流連接點與第二變 壓器的次邊的兩端分別連接，第二變壓器原邊的兩端分別與第二相電源和第二相負載的一 端相連；第五交流連接點、第六交流連接點與第三變壓器的次邊的兩端分別連接，第三變壓 器原邊的兩端分別與第三相電源和第三相負載的一端相連；第一開關的陽極與第一直流連 接點相連，第一開關的陰極與第二直流連接點相連；第二開關的陽極與第三直流連接點相 連，第二開關的陰極與第四直流連接點相連；第三開關的陽極與第五直流連接點相連，第三 開關的陰極與第六直流連接點相連。附圖說明 以下結合附圖和具體實施方式進一步說本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種短路故障限流器，其特征在于所述的故障限流器中，第一二極管（Ｄ１）、第二二極管（Ｄ２）、第三二極管（Ｄ３）和第四二極管（Ｄ４）組成第一二極管整流橋；第一二極管（Ｄ１）和第二二極管（Ｄ２）的陰極連在一起，構成第一直流連接點（ＰＤ１），第三二極管（Ｄ３）和第四二極管（Ｄ４）的陽極連在一起，構成第二直流連接點（ＰＤ２），第三二極管（Ｄ３）的陰極和第二二極管（Ｄ２）的陽極連接在一起，構成第一交流連接點（ＰＡ１），第四二極管（Ｄ４）的陰極和第一二極管（Ｄ１）的陽極連接在一起，構成第二極與第一開關（Ｓ１）的陽極相連，第一開關（Ｓ１）的陰極與第二直流連接點（ＰＤ２）相連；第二直流電抗器（Ｌ２）和第十四二極管（Ｄ１４）并聯后和第二開關（Ｓ２）串聯；第二直流電抗器（Ｌ２）的一端和第十四二極管（Ｄ１４）的陰極與第三直流連接點（ＰＤ３）相連；第二直流電抗器（Ｌ２）的另一端和第十四二極管（Ｄ１４）的陽極與第二開關（Ｓ２）的陽極相連，第二開關（Ｓ２）的陰極與第四直流連接點（ＰＤ４）相連；第三直流電抗器（Ｌ３）和第十五二極管（Ｄ１５）并聯后和第三開關（Ｓ３）串聯；第三直流電抗器（Ｌ３）的一端和第十五二極管（Ｄ１５）的陰極與第五直流連接點（ＰＤ５）相連；第三直流電抗器（Ｌ３）的另一端和第十五二極管（Ｄ１５）的陽極與第三開關（Ｓ３）的陽極相連，第三開關（Ｓ３）的陰極與第六直流連接點（ＰＤ６）相連。交流連接點（ＰＡ２）；第五二極管（Ｄ５）、第六二極管（Ｄ６）、第七二極管（Ｄ７）和第八二極管（Ｄ８）組成第二二極管整流橋；第五二極管（Ｄ５）和第六二極管（Ｄ６）的陰極連在一起，構成第三直流連接點（ＰＤ３），第七二極管（Ｄ７）和第八二極管（Ｄ８）的陽極連在一起，構成第四直流連接點（ＰＤ４），第七二極管（Ｄ７）的陰極和第六二極管（Ｄ６）的陽極連接在一起，構成第三交流連接點（ＰＡ３），第八二極管（Ｄ８）的陰極和第五二極管（Ｄ５）的陽極連接在一起，構成第四交流連接點（ＰＡ４）；第九二極管（Ｄ９）、第十二極管（Ｄ１０）、第十一二極管（Ｄ１１）和第十二二極管（Ｄ１２）組成第三二極管整流橋；第九二極管（Ｄ９）和第十二極管（Ｄ１０）的陰極連在一起，構成第五直流連接點（ＰＤ５），第十一二極管（Ｄ１１）和第十二二極管（Ｄ１２）的陽極連在一起，構成第六直流連接點（ＰＤ６），第十一二極管（Ｄ１１）的陰極和第十二極管（Ｄ１０）的陽極連接在一起，構成第五交流連接點（ＰＡ５）；...

【技術特征摘要】
一種短路故障限流器，其特征在于所述的故障限流器中，第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)和第四二極管(D4)組成第一二極管整流橋；第一二極管(D1)和第二二極管(D2)的陰極連在一起，構成第一直流連接點(PD1)，第三二極管(D3)和第四二極管(D4)的陽極連在一起，構成第二直流連接點(PD2)，第三二極管(D3)的陰極和第二二極管(D2)的陽極連接在一起，構成第一交流連接點(PA1)，第四二極管(D4)的陰極和第一二極管(D1)的陽極連接在一起，構成第二交流連接點(PA2)；第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)和第八二極管(D8)組成第二二極管整流橋；第五二極管(D5)和第六二極管(D6)的陰極連在一起，構成第三直流連接點(PD3)，第七二極管(D7)和第八二極管(D8)的陽極連在一起，構成第四直流連接點(PD4)，第七二極管(D7)的陰極和第六二極管(D6)的陽極連接在一起，構成第三交流連接點(PA3)，第八二極管(D8)的陰極和第五二極管(D5)的陽極連接在一起，構成第四交流連接點(PA4)；第九二極管(D9)、第十二極管(D10)、第十一二極管(D11)和第十二二極管(D12)組成第三二極管整流橋；第九二極管(D9)和第十二極管(D10)的陰極連在一起，構成第五直流連接點(PD5)，第十一二極管(D11)和第十二二極管(D12)的陽極連在一起，構成第六直流連接點(PD6)，第十一二極管(D11)的陰極和第十二極管(D10)的陽極連接在一起，構成第五交流連接點(PA5)；第十二二極管(D12)的陰極和第九極管(D9)的陽極連接在一起，構成第六交流連接點(PA6)；第一直流連接點(PD1)和第四直流連接點(PD4)相連，第三直流連接點(PD3)和第六直流連接點(PD6)相連；第二直流連接點(PD2)和第五直流連接點(PD5)分別與限流電阻(R1)的兩端相連；第一交流連接點(PA1)、第二交流連接點(PA2)與第一變壓器(TR1)的次邊的兩端分別連接，第一變壓器(TR1)原邊的兩端分別與第一相電源(Us1)和第一相負載(Z1)的一端相連；第三交流連接點(PA3)、第四交流連接點(PA4)與第二變壓器(TR2)的次邊的兩端分別連接，第二變壓器(TR2)原邊的兩端分別與第二相電源(Us2)和第二相負載(Z2)的一端相連；第五交流連接點(PA5)、第六交流連接點(PA6)與第三變壓器(TR3)的次邊的兩端分別連接，第三變壓器(TR3)原邊的兩端分別與第三相電源(Us3)和第三相負載(Z3)的一端相連；第一直流電抗器(L1)和第十三二極管(D13)并聯后和第一開關(S1)串聯；第一直流電抗器(L1)的一端和第十三二極管(D13)的陰極與第一直流連接點(PD1)相連；第一直流電抗器(L1)的另一端和第十三二極管(D13)的陽極與第一開關(S1)的陽極相連，第一開關(S1)的陰極與第二直流連接點(PD2)相連；第二直流電抗器(L2)和第十四二極管(D14)并聯后和第二開關(S2)串聯；第二直流電抗器(L2)的一端和第十四二極管(D14)的陰極與第三直流連接點(PD3)相連；第二直流電抗器(L2)的另一端和第十四二極管(D14)的陽極與第二開關(S2)的陽極相連，第二開關(S2)的陰極與第四直流連接點(PD4)相連；第三直流電抗器(L3)和第十五二極管(D15)并聯后和第三開關(S3)串聯；第三直流電抗器(L3)的一端和第十五二極管(D1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭文勇，肖立業，戴少濤，張志豐，
申請(專利權)人：中國科學院電工研究所，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]