CN102195266A - 串联谐振型故障电流限制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供串联谐振型故障电流限制器，包括：限流电抗器、高电位平台、旁路刀闸和旁路断路器，所述限流电抗器、所述高电位平台以及所述旁路刀闸串联成闭合回路，所述旁路断路器与所述高电位平台并联，所述串联谐振型故障电流限制器还包括第一电流互感器、第二电流互感器以及电流差动保护电路，所述限流电抗器的一端连接所述第一电流互感器后再连接所述电流差动保护电路，所述限流电抗器的另一端连接所述第二电流互感器后再连接所述电流差动保护电路。所述串联谐振型故障电流限制器中的限流电抗器可以得到很好的保护。
Description
技术领域
本发明涉及串联谐振型故障电流限制器，尤其涉及串联谐振型故障电流限制器中限流电抗器的保护。
背景技术
由于串联谐振型故障电流限制器的特殊性，其对外显示的特性在正常运行时和系统故障时会有很大变化，尤其是在限流电抗器发生故障时，可能对外会呈现容性阻抗特征，如果不配备专门的限流电抗器保护，则会对系统其他部分的保护带来很大影响。
串联谐振型故障电流限制器是利用电力电子器件实现系统故障电流限制作用的一种方式，在正常运行时，串联谐振型故障电流限制器处于谐振状态，对外显示阻抗为零，而在系统发生故障时，串联谐振型故障电流限制器动作后，对外显示为纯感抗。如果串联谐振型故障电流限制器内部限流电抗器发生端间故障时，限流电抗器被短接，整个串联谐振型故障电流限制器对外呈现纯容抗特性。在此情况下，如果不采取一定措施，会造成系统中的其他继电保护设备判别方向错误，从而造成保护的误动作。因此需要一种针对限流电抗器的保护来快速切除故障，避免事故扩大的串联谐振型故障电流限制器。
发明内容
为解决现有技术中，串联谐振型故障电流限制器中的限流电抗器没有设置保护，从而造成系统中其他继电保护设备判断方向错误的问题，本发明提供对限流电抗器进行保护的串联谐振型故障电流限制器。
本发明的串联谐振型故障电流限制器，包括：限流电抗器、高电位平台、旁路刀闸和旁路断路器，所述限流电抗器、所述高电位平台以及所述旁路刀闸串联成闭合回路，所述旁路断路器与所述高电位平台并联，所述串联谐振型故障电流限制器还包括第一电流互感器、第二电流互感器以及电流差动保护电路，所述限流电抗器的一端连接所述第一电流互感器后再连接所述电流差动保护电路，所述所述限流电抗器的另一端连接所述第二电流互感器后再连接所述电流差动保护电路。
优选的，在所述串联谐振型故障电流限制器中，所述限流电抗器为串联电流电抗器。
优选的，在所述串联谐振型故障电流限制器中，所述高电位平台包括：电容器组支路、第一金属-氧化变阻器支路、第二金属-氧化变阻器支路，所述电容器组支路、所述第一金属-氧化变阻器支路、所述第二金属-氧化变阻器支路并联。
优选的，在所述串联谐振型故障电流限制器中，所述高电位平台还包括：电感支路、火花间隙支路和晶闸管支路，所述电感支路包括，所述晶闸管支路包括串联的第一电感和晶闸管，所述火花间隙支路与所述电感支路串联后再与所述电容组支路并联，所述晶闸管支路与所述火花间隙支路并联。
优选的，在所述串联谐振型故障电流限制器中，所述限流电抗器为分裂绕组。
本发明通过在限流电抗器FL两端加装第一电流互感器、第一电流互感器，将其二次输出端接到继电保护设备-差动保护电路上，可以保护到各种情况下的限流电抗器对地故障。
附图说明
图1为本发明串联谐振型故障电流限制器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的保护范围更加清楚易懂，下面结合本发明的较佳实施例对本发明的技术方案进行描述。
参照图1所示，本发明的串联谐振型故障电流限制器，包括：限流电抗器FL、高电位平台30、旁路刀闸MBS和旁路断路器BCB，所述限流电抗器FL、所述高电位平台30以及所述旁路刀闸MBS串联成闭合回路，所述旁路断路器BCB与所述高电位平台30并联，其特征在于，所述串联谐振型故障电流限制器还包括第一电流互感器CT09、第二电流互感器CT10以及电流差动保护电路20，所述限流电抗器FL的一端连接所述第一电流互感器CT09后再连接所述电流差动保护电路20，所述所述限流电抗器FL的另一端连接所述第二电流互感器CT10后再连接所述电流差动保护电路20。
本实施例中，所述限流电抗器FL是串联电流电抗器，其串联在线路上的电抗器，其作用是增加系统阻抗，限制故障时的短路电流。
本实施例中，所述高电位平台30包含了电容器组支路、第一金属-氧化变阻器支路、第二金属-氧化变阻器支路，所述电容器组支路、所述第一金属-氧化变阻器支路、所述第二金属-氧化变阻器支路并联；所述高电位平台还包括：电感支路、火花间隙支路和晶闸管支路，所述电感支路包括，所述晶闸管支路包括串联的第一电感和晶闸管，所述火花间隙支路与所述电感支路串联后再与所述电容组支路并联，所述晶闸管支路与所述火花间隙支路并联；所述高电位平台对地呈现高电位，是串联谐振型故障电流限制器的核心部分。
所述串联谐振型故障电流限制器的工作原理如下：
正常运行时，限流电抗器FL和电容器组支路(由电容C1、C2、C 3、C4组成)形成串联LC谐振回路，对系统运行没有影响。当系统发生故障，流过所述串联LC谐振回路的电流超过设定值(线路过电流保护动作)，或电流超过一定值且电流上升速率大于设定值时(线路电流斜率保护动作)，串联谐振型故障电流限制器所在的FCL控制保护系统判断为系统发生故障，发出命令触发所述晶闸管10导通，同时发出命令触发火花间隙GAP以及合上旁路断路器BCB。其后果即是将电容器组短路，FCL控制保护系统对外呈现纯电抗特性，起到限制电流的作用。
根据设计要求，晶闸管导通时间小于1.5毫秒；火花间隙GAP时间略长，在2毫秒左右；旁路断路器时间小于30毫秒。其时间配合是：一般情况下要求晶闸管首先动作，其动作速度快，但是不能长时间承受大电流，晶闸管触发后30毫秒内旁路断路器合上，电流从断路器被旁路。
晶闸管由正反两个反向并联的阀元件(如二极管)组成，保证在电流正向及反向情况下都能提供导通通道。
火花间隙GAP由可控和不可控两个间隙串联而成，火花间隙GAP接受控制系统信号，经过一个脉冲变压器主动将可控间隙击穿，造成整个火花间隙GAP击穿电压下降，带动主间隙击穿，完成火花间隙GAP可控击穿的功能。火花间隙GAP击穿要求两端有一定电压，因此如果晶闸管导通(或旁路断路器合上)，串联电容器两端电压降低，则火花间隙GAP不会动作。火花间隙GAP作为晶闸管的后备保护设备。
电感DL、第三金属-氧化变阻器DG、电阻DR构成电感支路，所述电感支路与电感TL组成的是阻尼回路，防止在电容器组支路的旁路工作过程中向晶闸管10或火花间隙GAP释放瞬时大电流而损坏设备。
第一金属-氧化变阻器MOV1、第二金属-氧化变阻器MOV2、第三金属-氧化变阻器DG，第四金属-氧化变阻器MOVL则是起到保护电抗器的作用，如在雷电波入侵或操作过程中在电抗器两端产生过电压时。电容器组支路、第一金属-氧化变阻器支路、第二金属-氧化变阻器支路，为电容器组、第一金属-氧化变阻器、第二金属-氧化变阻器所在的支路。
图1中所示的其余闸刀则是起到隔离设备及旁路设备保证线路正常运行的作用。
电流互感器CT01、CT02、CT03、CT04、CT05、CT06、CT07、CT08、CT09、CT10都起到感测电流的作用。
绝缘平台PL为高点位平台30中各组件所在的平台。
在所述串联谐振型故障电流限制器中，所述限流电抗器为分裂绕组，即所述限流电抗器由几个电感并联组成，则所述差动保护电路采用横差方式保护所述限流电抗器匝间故障。
串联谐振型故障电流限制器原始设计中不包含对于限流电抗器的保护设备，因此当限流电抗器发生故障被短路时，整个串联谐振型故障电流限制器对外呈现纯容抗特性，可能会造成系统其他保护的误动作。常规采取的解决方法是：停用相关线路保护，会对整个系统运行带来很大影响。
本发明通过在限流电抗器FL两端加装第一电流互感器CT09、第一电流互感器CT10，将其二次输出端接到继电保护设备-差动保护电路20上，可以保护到各种情况下的限流电抗器对地故障。所述差动保护电路20为本领域内常用的差动保护电路，在市场上可以很方便的买到。第一电流互感器CT09、第一电流互感器CT10分别感测限流电抗器FL两端的电流，差动保护电路20根据限流电抗器FL两端的电流实施保护。
Claims (5)
1.串联谐振型故障电流限制器，包括：限流电抗器、高电位平台、旁路刀闸和旁路断路器，所述限流电抗器、所述高电位平台以及所述旁路刀闸串联成闭合回路，所述旁路断路器与所述高电位平台并联，其特征在于，所述串联谐振型故障电流限制器还包括第一电流互感器、第二电流互感器以及电流差动保护电路，所述限流电抗器的一端连接所述第一电流互感器后再连接所述电流差动保护电路，所述所述限流电抗器的另一端连接所述第二电流互感器后再连接所述电流差动保护电路。
2.如权利要求1所述的串联谐振型故障电流限制器，其特征在于，所述限流电抗器为串联电流电抗器。
3.如权利要求1所述的串联谐振型故障电流限制器，其特征在于，所述高电位平台包括：电容器组支路、第一金属-氧化变阻器支路、第二金属-氧化变阻器支路，所述电容器组支路、所述第一金属-氧化变阻器支路、所述第二金属-氧化变阻器支路并联。
4.如权利要求1所述的串联谐振型故障电流限制器，其特征在于，所述高电位平台还包括：电感支路、火花间隙支路和晶闸管支路，所述电感支路包括，所述晶闸管支路包括串联的第一电感和晶闸管，所述火花间隙支路与所述电感支路串联后再与所述电容组支路并联，所述晶闸管支路与所述火花间隙支路并联。
5.如权利要求1所述的串联谐振型故障电流限制器，其特征在于，所述限流电抗器为分裂绕组。
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