CN103840442B - 一种短路故障限流器 - Google Patents
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Abstract
一种短路故障限流器，涉及一种输配电网短路故障限流器。该限流器由第一电抗器、第二电抗器、双分裂电抗器、电容器和开关组成。双分裂电抗器的第一绕组与开关串联后，与第二绕组并联，再与电容器并联，并联电路与第二电抗器串联，整个串并联电路与第一电抗器并联构成短路故障限流器。本发明通过双分裂电抗器与开关的配合，实现在限流过程中的阻抗变化和电容器的快速短路，快速投入电抗器，通过第一电抗器的并联，减小了双分裂电抗器与开关配合过程的过流过压冲击，提高了限流器运行的可靠性和限流能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种短路故障限流器，特别涉及输配电网的短路故障限流器。
背景技术
随着国民经济的快速发展，社会对电力的需求不断增加，带动了电力系统的不断发展，单机和发电厂容量、变电所容量、城市和工业中心负荷不断增加，就使得电力系统之间互联，各级电网中的短路电流水平不断提高，短路故障对电力系统及其相连的电气设备的破坏性也越来越大。而且，在对电能的需求量日益增长的同时，人们对电能质量、供电可靠性和安全性等也提出了更高的要求。然而，大电网的暂态稳定性问题比较突出，其中最重要的原因之一是由于常规电力技术缺乏行之有效的短路故障电流限制技术。目前，世界上广泛采用断路器对短路电流全额开断，由于短路电流水平与系统的容量直接相关，在断路器的额定开断电流水平一定的情况下，采用全额开断短路电流将会限制电力系统的容量的增长，并且断路器价格昂贵且其价格随其额定开断电流的增加而迅速上升。随着电网容量和规模的扩大，断路器的开断能力已经越来越难以适应电网运行的需要。
短路故障限流器为这一问题的解决提供了新思路。目前，基于材料特性及其技术突破，提出并发展了多种限流器，包括PTC限流器、谐振限流器、固态限流器、超导限流器等。由于PTC限流器的限流容量太小，因此不具备在实际电网中的应用前景。固态限流器由于在高电压大容量系统中应用时，需要大量固态开关管(IGBT、GTO等)串并联来实现，导致结构复杂、价格昂贵、稳态损耗大、可靠性低，因此其实际应用也具有很大局限性。文献“两种经济型故障限流器的工作特性比较”(电力系统及其自动化学报2005年第17卷第4期)一文中介绍了饱和电抗型串联谐振限流器，如图1所示，其工作原理是：该限流器由饱和电抗器Xs、电容器Xc和串联电抗器X1组成。饱和电抗器与电容器并联后,再与串联电抗器共同组成串联谐振电路。电网稳态时，限流器形成谐振，对电网无影响；电网发生故障时，饱和电抗器Xs，使得电容器Xc处于短路状态，串联电抗器X1自动限流。谐振限流器在限流过程伴有高电压产生，从而存在极大安全隐患。
发明内容
为了克服已有技术的不足，本发明提出一种用于输配电网的短路故障限流器，它结构简单、成本低，能够有效限制电网故障电流。
本发明采用的技术方案：
本发明包括第一电抗器、第二电抗器、双分裂电抗器、电容器和开关。其中，双分裂电抗器由第一绕组和第二绕组组成。
双分裂电抗器的第一绕组与开关串联后，与第二绕组并联，再与电容器并联，并联电路与第二电抗器串联，整个串并联电路与第一电抗器并联。其中，第一电抗器、第二电抗器与第一连接点相连，双分裂电抗器的第一绕组和第二绕组、电容器和第二电抗器与第二连接点相连，开关、第一电抗器、双分裂电抗器的第二绕组和电容器与第三连接点相连。交流电源连接在第一连接点与地之间，断路器和负载串联后连接在第三连接点与地之间构成短路故障限流器。
本发明的主要优点：
1.本发明通过双分裂电抗器与开关的配合，实现在限流过程中的阻抗变化和电容器的快速短路，快速投入电抗器有效地限制了故障电流，提高了限流器的限流能力，从而达到了比已有短路故障限流器更好的限流效果。
2.本发明的电抗器和电容器在电网稳态时，处于谐振状态、阻抗小，并且应用了空心电抗器，减小了稳态电能损耗，对电网不造成压降和谐波干扰。
3.本发明的通过给串联谐振回路并联电抗器，减小了电容器短路操作过程中的过流过压冲击，提高了限流器的可靠性。
附图说明
图1为已有发明的电路原理图；
图2为本发明具体实施例1的电路原理图；
图3为本发明具体实施例1的双分裂电抗器一种结构原理图；
图4为本发明具体实施例1的双分裂电抗器一种结构原理图；
图5为具体实施例1的故障判定和控制原理图；
图6为本发明具体实施例2的电路原理图；
图7为本发明具体实施例3的电路原理图；
图8为本发明具体实施例4的电路原理图；
图9为本发明具体实施例5的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：
如图2所示，本发明的具体实施例1为一种单相短路故障限流器。该单相短路故障限流器包括第一电抗器L1、第二电抗器L2、双分裂电抗器M、电容器C和开关K。其中，双分裂电抗器M由第一绕组L01和第二绕组L02组成。
双分裂电抗器M的第一绕组L01与开关K串联后，与第二绕组L02并联，再与电容器C并联，此并联电路与第二电抗器L2串联，整个串并联电路与第一电抗器L1并联。其中，第一电抗器L1的一端、第二电抗器L2的一端与第一连接点A相连，双分裂电抗器M的第一绕组L01和第二绕组L02、电容器C的一端和第二电抗器L2的另一端与第二连接点B相连，开关K、第一电抗器L1的另一端、双分裂电抗器M的第二绕组L02和电容器C的另一端与第三连接点D相连。交流电源Uac连接在第一连接点A与地之间，断路器SW和负载RL串联后连接在第三连接点D与地之间。
图3所示为本发明具体实施例1的双分裂电抗器M的一种结构图。双分裂电抗器M由第一绕组L01、第二绕组L02和铁芯Core组成。其中，第一绕组L01和第二绕组L02匝数相同、异名端相连、磁通方向相反，并通过闭合铁芯形成闭合磁路，提高其磁场耦合能力。
图4所示为本发明的具体实施例1的双分裂电抗器M的另一种结构图。双分裂电抗器M由第一绕组L01和第二绕组L02组成。第一绕组L01由左侧外绕组和右侧内绕组串联组成，第二绕组L02由左侧内绕组和右侧外绕组串联组成，左侧内绕组和左侧外绕组同轴内外嵌套，且内外绕组绕制方向相反、匝数相同；右侧内绕组和右侧外绕组同轴内外嵌套，且内外绕组绕制方向相反、匝数相同。该结构的双分裂电抗器M，第一绕组L01和第二绕组L02匝数相同、异名端相连、磁通方向相反，提高其磁场耦合能力。
本发明的具体实施例1的开关K是快速合闸开关，或是反并联晶闸管组，或是可控间隙，或是避雷器，或是快速合闸开关、或是饱和电抗器，或是反并联晶闸管组、可控间隙和避雷器的并联组合，或是快速合闸开关、反并联晶闸管组和避雷器的并联组合，或是饱和电抗器与快速合闸开关、反并联晶闸管组和避雷器的并联组合。
电网稳态时，开关K处于断开状态，双分裂电抗器M的第二绕组L02与铁芯的感抗远大于电容器C的容抗，并使第二电抗器L2和电容器C处于串联谐振状态，谐振阻抗为零，电网电流主要通过第二电抗器L2和电容器C而造成电网电压跌落，同时，由于双分裂电抗器M的第二绕组L02的电抗很大，仅由很小的电流通过第二绕组L02，并联的第一电抗器L1上没有电流。由于串联谐振的存在，限流器对电网不造成影响。
电网发生短路故障时，电网电流迅速增大，流过第二电抗器L2、第二绕组L02和电容器C的电流都迅速增大，当电网电流大于阈值时，开关K闭合，随着第一绕组L01电流快速增加，第一绕组L01与第二绕组L02的电流相等、磁通方向相反而抵消，使得双分裂电抗器M的阻抗减小到几乎为零，对电容器C形成短路，从而使得第二电抗器L2和第一电抗器L1形成并联关系来共同限流。由于第一电抗器L1的并联分流作用，减小了限流过程中电容器C过流过压冲击，提高了限流器的运行可靠性。
图5所示为本发明的具体实施例1的故障判定和控制原理图。电网电流的有效值Ia在故障过程中快速增加，并随着故障的结束而快速下降。故障判定采用阈值判定方法，设定电流阈值I和偏差△I，采用滞回控制方法来实现开关K的控制，控制信号为“0”和“1”，“0”表示低电平，开关K关断；“1”表示高电平，开关K闭合。按照滞回控制原理，当电网电流的有效值Ia上升到或超过电流阈值上限I+△I时，控制信号由低电平“0”跳变为高电平“1”，开关K闭合；当电网电流的有效值Ia下降到或低于电流阈值下限I-△I时，控制信号由高电平“1”跳变为低电平“0”，开关K关断。
图6所示为本发明的具体实施例2的一种单相短路故障限流器。该单相短路故障限流器包括第一电抗器L1、第二电抗器L2、第一模块Unit1、第二模块Unit2、……、第n模块Unitn。其中，第一模块Unit1由第一双分裂电抗器M1、第一开关K1和第一电容器C1组成，第二模块Unit2由第二双分裂电抗器M2、第二开关K2和第二电容器C2组成，……，第n模块Unitn由第n双分裂电抗器Mn、第n开关Kn和第n电容器Cn组成。第一双分裂电抗器M1由第十一绕组L11和第十二绕组L12组成，第二双分裂电抗器M2由第二十一绕组L21和第二十二绕组L22组成，……，依次，第n双分裂电抗器Mn由第n1绕组Ln1和第n2绕组Ln2组成。
第一双分裂电抗器M1的第十一绕组L11与第一开关K1串联后，与第二十一绕组L12并联，再与第一电容器C1并联作为第一模块Unit1，第一模块Unit1连接在第二连接点B和第四连接点Cs1之间；第二双分裂电抗器M2的第二十一绕组L21与第二开关K2串联后，与第二十二绕组L22并联，再与第二电容器C2并联作为第二模块Unit2，第二模块Unit2连接在第四连接点Cs1和第五连接点Cs2之间；依次，第n双分裂电抗器Mn的第n1绕组Ln1与第n开关Kn串联后，与第n2绕组Ln2并联，再与第n电容器Cn并联作为第n模块Unitn，第n模块Unitn连接在第n连接点Csn和第三连接点D之间；第二电抗器L2与第一模块Unit1、第二模块Unit2、……、第n模块Unitn依次串联形成串联电路，串联电路与第一电抗器L1并联。其中，第一电抗器L1和第二电抗器L2与第一连接点A相连。交流电源Uac连接在第一连接点A与地之间，断路器SW和负载RL串联后连接在第三连接点D与地之间。
本发明的具体实施例2的第一双分裂电抗器M1、第二双分裂电抗器M2、……、第n双分裂电抗器Mn具有与本发明的具体实施例1的双分裂电抗器M相同的结构和工作原理，第一开关K1、第二开关K2、……、第n开关Kn具有与本发明的具体实施例1的开关K相同的结构和工作原理，第一电容器C1、第二电容器C2、……、第n电容器Cn与本发明的具体实施例1的电容器C相同。因此，第一模块Unit1、第二模块Unit2、……、第n模块Unitn具有与本发明的具体实施例1的双分裂电抗器M、开关K和电容器C组合回路相同的结构和工作原理。
本发明的具体实施例2具有与具体实施例1相同基本工作原理，而且，在故障限流过程中，通过对第一开关K1、第二开关K2、……、第n开关Kn的不同控制，实现不同大小的限流阻抗投入，控制方法灵活。通过多模块化结构设计，简化了电容器、双分裂电抗器和开关串联均压的难度，提高了系统的可靠性。
图7所示为本发明的具体实施例3的一种单相短路故障限流器。该单相短路故障限流器包括第一电抗器L1、第二电抗器L2、电容器C、第一开关单元U1、第二开关单元U2、……、第n开关单元Un。其中，第一开关单元U1由第一双分裂电抗器M1和第一开关K1组成，第二开关单元U2由第二双分裂电抗器M2和第二开关K2组成，……，第n开关单元Un由第n双分裂电抗器Mn和第n开关Kn组成。第一双分裂电抗器M1由第十一绕组L11和第十二绕组L12组成，第二双分裂电抗器M2由第二十一绕组L21和第二十二绕组L22，……，依次，第n双分裂电抗器Mn由第n1绕组Ln1和第n2绕组Ln2组成。
第一双分裂电抗器M1的第十一绕组L11与第一开关K1串联后，与第十二绕组L12并联作为第一开关单元U1，第一开关单元U1连接在第二连接点B和第四连接点Cs1之间；第二双分裂电抗器M2的第二十一＝绕组L21与第二开关K2串联后，与第二十二绕组L22并联作为第二开关单元U2，第二开关单元U2连接在第四连接点Cs1和第五连接点Cs2之间；依次，第n双分裂电抗器Mn的第n1绕组Ln1与第n开关Kn串联后，与第n2绕组Ln2并联作为第n开关单元Un，第n开关单元Un连接在第n连接点Csn和第三连接点D之间；
第一开关单元U1、第二开关单元U2、……、第n开关单元Un依次串联后与电容器C并联，再与第二电抗器L2串联，整个串并联回路与与第一电抗器L1并联。其中，第一电抗器L1和第二电抗器L2与第一连接点A相连，电容器C连接在第二连接点B和第三连接点D之间。交流电源Uac连接在第一连接点A与地之间，断路器SW和负载RL串联后连接在第三连接点D与地之间。
本发明具体实施例3的第一双分裂电抗器M1、第二双分裂电抗器M2、……、第n双分裂电抗器Mn具有与本发明具体实施例1的双分裂电抗器M相同的结构和工作原理，第一开关K1、第二开关K2、……、第n开关Kn具有与本发明的具体实施例1的开关K相同的结构和工作原理，电容器C与本发明的具体实施例1的电容器C相同。因此，第一开关单元U1、第二开关单元U2、……、第n开关单元Un具有与本发明的具体实施例1的双分裂电抗器M和开关K组合回路相同的结构和工作原理。本发明的具体实施例3具有与具体实施例1相同基本工作原理，通过多模块化结构设计，简化了电容器、双分裂电抗器和开关串联均压的难度，提高了系统的可靠性。
图8所示的本发明具体实施例4为一种单相短路故障限流器。该单相短路故障限流器包括第一电抗器L1、第二电抗器L2、双分裂电抗器M、电容器C和开关K。其中，双分裂电抗器M由第一绕组L01和第二绕组L02组成。
双分裂电抗器M的第一绕组L01与开关K串联后，与第二绕组L02并联，再与电容器C串联，作为串联电路连接在第一连接点A和第二连接点B之间，第一电抗器L1与串联电路并联，整个并联电路再与第二电抗器L2串联。其中，第一电抗器L1的一端、第二电抗器L2的一端、双分裂电抗器M的第一绕组L01、第二绕组L02与第一连接点A相连，双分裂电抗器M的第二绕组L02、电容器C的一端和开关K与第二连接点B相连，第一电抗器L1的另一端、电容器C的另一端与第三连接点D相连，交流电源Uac连接在第四连接点E与地之间，断路器SW和负载RL串联后连接在第三连接点D与地之间。
本发明的具体实施例4的双分裂电抗器M具有和具体实施例1的双分裂电抗器M相同的结构和工作原理。
本发明具体实施例4的开关K是快速合闸开关，或是反并联晶闸管组，或是可控间隙，或是避雷器，或是快速合闸开关、或是饱和电抗器，或是反并联晶闸管组、可控间隙和避雷器的并联组合，或是快速合闸开关、反并联晶闸管组和避雷器的并联组合，或是饱和电抗器与快速合闸开关、反并联晶闸管组和避雷器的并联组合。
电网稳态时，开关K处于断开状态，电网电流通过第二电抗器L2后分为两部分，一部分流过第一电抗器L1，另一部分则依次流过双分裂电抗器M的第二绕组L02和电容器C；第二电抗器L2与电容器C、第二绕组L02和第一电抗器L1的组成的回路形成串联谐振。由于串联谐振的存在，限流器对电网不造成影响。
电网发生短路故障时，电网电流迅速增大，流过第二绕组L02、和电容器C的电流都迅速增大，当电网电流大于阈值时，开关K闭合，随着第一绕组L01电流快速增加，第一绕组L01与第二绕组L02的电流相等、磁通方向相反而抵消，使得双分裂电抗器M的阻抗减小到几乎为零，电容器C与第一电抗器L1形成并联关系且处于感性状态，与第二电抗器L2来共同限流。第一电抗器L1的存在，降低了故障电流对限流器的冲击作用，提高了限流器的可靠性。
如图9所示，本发明的具体实施例5为一种单相短路故障限流器。该单相短路故障限流器包括第一电抗器L1、第二电抗器L2、电容器C、第一开关单元U1、第二开关单元U2、……、第n开关单元Un。其中，第一开关单元U1由第一双分裂电抗器M1和第一开关K1组成，第二开关单元U2由第二双分裂电抗器M2和第二开关K2组成，……，第n开关单元Un由第n双分裂电抗器Mn和第n开关Kn组成。第一双分裂电抗器M1由第十一绕组L11和第十二绕组L12组成，第二双分裂电抗器M2由第二十一绕组L21和第二十二绕组L22组成，……，依次，第n双分裂电抗器Mn由第n1绕组Ln1和第n2绕组Ln2组成。
第一双分裂电抗器M1的第十一绕组L11与第一开关K1串联后，与第十二绕组L12并联作为第一开关单元U1，第一开关单元U1连接在第二连接点B和第四连接点Cs1之间；第二双分裂电抗器M2的第二十一绕组L21与第二开关K2串联后，与第二十二绕组L22并联作为第二开关单元U2，第二开关单元U2连接在第四连接点Cs1和第五连接点Cs2之间；依次，第n双分裂电抗器Mn的第n1绕组Ln1与第n开关Kn串联后，与第n2绕组Ln2并联作为第n开关单元Un，第n开关单元Un连接在第n连接点Csn和第三连接点D之间。
第一开关单元U1、第二开关单元U2、……、第n开关单元Un、电容器C依次串联后，与第一电抗器L1并联，整个串并联回路与与第二电抗器L2串联。其中，第一电抗器L1和第二电抗器L2与第二连接点B相连，电容器C连接在第三连接点D和第四连接点E之间。交流电源Uac连接在第一连接点A与地之间，断路器SW和负载RL串联后连接在第四连接点E与地之间。
本发明具体实施例5的第一双分裂电抗器M1、第二双分裂电抗器M2、……、第n双分裂电抗器Mn具有与本发明具体实施例1的双分裂电抗器M相同的结构和工作原理，第一开关K1、第二开关K2、……、第n开关Kn具有与本发明具体实施例1的开关K相同的结构和工作原理，电容器C具有与本发明具体实施例1的电容器C相同的结构和工作原理。因此，第一开关单元U1、第二开关单元U2、……、第n开关单元Un具有与本发明具体实施例1的双分裂电抗器M和开关K组合回路相同的结构和工作原理。
电网稳态时，第一开关K1、第二开关K2、……、第n开关Kn均处于断开状态，电网电流通过第二电抗器L2后分为两部分，一部分流过第一电抗器L1，另一部分则依次流过第十二绕组L12、第二十二绕组L22、、第n2绕组Ln2和电容器C；第二电抗器L2与电容器C、第十二绕组L12、第二十二绕组L22、……、第n2绕组Ln2和第一电抗器L1的组成的回路形成串联谐振。由于串联谐振的存在，限流器对电网不造成影响。
电网发生短路故障时，电网电流迅速增大，流过第十二绕组L12、第二十二绕组L22、……、第n2绕组Ln2和电容器C的电流都迅速增大，当电网电流大于阈值时，第一开关K1、第二开关K2、……、第n开关Kn均闭合，随着第十一绕组L11、第二十一绕组L21、……、第n1绕组Ln1的电流快速增加，使得它们与第十二绕组L12、第二十二绕组L22、……、第n2绕组Ln2的电流相等、磁通方向相反而抵消，使得第一双分裂电抗器M1、第二双分裂电抗器M2、……、第n双分裂电抗器Mn的阻抗减小到几乎为零，电容器C与第一电抗器L1形成并联关系且处于感性状态，与第二电抗器L2来共同限流。第一电抗器L1的存在，降低了故障电流对限流器的冲击作用，提高了限流器的可靠性。通过多模块化结构设计，简化了双分裂电抗器和开关串联均压的难度，提高了系统的可靠性。
在配电网和220～500kV的输电网中，本发明均能较好地实现短路故障限流，故障电流的瞬时值和稳态值都可以限制在最大故障电流的60％以下。并且，根据电网的故障特点和阻抗情况，进一步调节超导无感线圈和电抗器的参数，可以达到更好的限流效果。
Claims (13)
1.一种短路故障限流器，其特征是：所述的短路故障限流器包括第一电抗器(L1)、第二电抗器(L2)、双分裂电抗器(M)、电容器(C)和开关(K)；其中，双分裂电抗器(M)由第一绕组(L01)和第二绕组(L02)组成；双分裂电抗器(M)的第一绕组(L01)与开关(K)串联后，与第二绕组(L02)并联，再与电容器(C)并联，并联电路与第二电抗器(L2)串联，整个串并联电路与第一电抗器(L1)并联；其中，第一电抗器(L1)的一端、第二电抗器(L2)的一端与连接点A相连；第二电抗器(L2)的另一端、双分裂电抗器(M)第一绕组(L01)的一端、双分裂电抗器(M)第二绕组(L02)的一端和电容器(C)的一端与连接点B相连；开关(K)的一端、双分裂电抗器(M)的第一绕组(L01)的另一端与连接点E相连；开关(K)的另一端、双分裂电抗器(M)的第二绕组(L02)的另一端和电容器(C)的另一端与连接点D相连；交流电源(Uac)连接在连接点A与地之间，断路器(SW)和负载(RL)串联后连接在连接点D与地之间。
2.按照权利要求1所述的短路故障限流器，其特征是：双分裂电抗器(M)由第一绕组(L01)、第二绕组(L02)和铁芯(Core)组成；其中，第一绕组(L01)和第二绕组(L02)匝数相同、异名端相连、磁通方向相反。
3.按照权利要求2所述的短路故障限流器，其特征是：电网稳态时，开关(K)处于断开状态，双分裂电抗器(M)的第二绕组(L02)与铁芯(Core)的感抗远大于电容器(C)的容抗，并使第二电抗器(L2)和电容器(C)处于串联谐振状态，谐振阻抗为零，限流器对电网不造成影响；电网发生短路故障时，电网电流迅速增大，流过第二电抗器(L2)、第二绕组(L02)和电容器(C)的电流均迅速增大；当电网电流大于阈值时，开关(K)闭合，随着第一绕组(L01)电流快速增加，第一绕组(L01)和第二绕组(L02)的电流相等、磁通方向相反而抵消，使得双分裂电抗器(M)的阻抗减小到几乎为零，对电容器(C)形成短路，从而使得第二电抗器(L2)和第一电抗器(L1)形成并联关系来共同限流。
4.按照权利要求1所述的短路故障限流器，其特征是：双分裂电抗器(M)由第一绕组(L01)和第二绕组(L02)组成；第一绕组(L01)由左侧外绕组和右侧内绕组串联组成；第二绕组(L02)由左侧内绕组和右侧外绕组串联组成，左侧内绕组和左侧外绕组同轴内外嵌套，且内外绕组绕制方向相反、匝数相同；右侧内绕组和右侧外绕组同轴内外嵌套，且内外绕组绕制方向相反、匝数相同；所述的第一绕组(L01)和第二绕组(L02)匝数相同、异名端相连、磁通方向相反。
5.按照权利要求1所述的短路故障限流器，其特征是：开关(K)是快速合闸开关，或是反并联晶闸管组，或是可控间隙，或是避雷器，或是饱和电抗器，或是反并联晶闸管组、可控间隙和避雷器的并联组合，或是快速合闸开关、反并联晶闸管组和避雷器的并联组合，或是饱和电抗器与快速合闸开关、反并联晶闸管组和避雷器的并联组合。
6.一种短路故障限流器，其特征是：所述的短路故障限流器包括第一电抗器(L1)、第二电抗器(L2)、第一模块(Unit1)、第二模块(Unit2)、……、第n模块(Unitn)；其中，第一模块(Unit1)由第一双分裂电抗器(M1)、第一开关(K1)和第一电容器(C1)组成，第二模块(Unit2)由第二双分裂电抗器(M2)、第二开关(K2)和第二电容器(C2)组成，……，第n模块(Unitn)由第n双分裂电抗器(Mn)、第n开关(Kn)和第n电容器(Cn)组成；第一双分裂电抗器(M1)由第十一绕组(L11)和第十二绕组(L12)组成，第二双分裂电抗器(M2)由第二十一绕组(L21)和第二十二绕组(L22)组成，……，依次，第n双分裂电抗器(Mn)由第n1绕组(Ln1)和第n2绕组(Ln2)组成；第一双分裂电抗器(M1)的第十一绕组(L11)与第一开关(K1)串联后，与第十二绕组(L12)并联，再与第一电容器(C1)并联作为第一模块(Unit1)，第一模块(Unit1)连接在连接点B和连接点Cs1之间；第二双分裂电抗器(M2)的第二十一绕组(L21)与第二开关(K2)串联后，与第二十二绕组(L22)并联，再与第二电容器(C2)并联作为第二模块(Unit2)，第二模块(Unit2)连接在连接点Cs1和连接点Cs2之间；依次，第n双分裂电抗器(Mn)的第n1绕组(Ln1)与第n开关(Kn)串联后，与第n2绕组(Ln2)并联，再与第n电容器(Cn)并联作为第n模块(Unitn)，第n模块(Unitn)连接在连接点Csn和连接点D之间；第二电抗器(L2)与第一模块(Unit1)、第二模块(Unit2)、……、第n模块(Unitn)依次串联形成串联电路，串联电路与第一电抗器(L1)并联；其中，第一电抗器(L1)和第二电抗器(L2)与连接点A相连；交流电源(Uac)连接在连接点A与地之间，断路器(SW)和负载(RL)串联后连接在连接点D与地之间。
7.按照权利要求6所述的短路故障限流器，其特征是：第一双分裂电抗器(M1)、第二双分裂电抗器(M2)、……、第n双分裂电抗器(Mn)具有相同的结构和工作原理，第一开关(K1)、第二开关(K2)、……、第n开关(Kn)具有相同的结构和工作原理，第一电容器(C1)、第二电容器(C2)、……、第n电容器(Cn)相同，因此，第一模块(Unit1)、第二模块(Unit2)、……、第n模块(Unitn)具有相同的结构和工作原理；在故障限流过程中，通过对第一开关(K1)、第二开关(K2)、……、第n开关(Kn)的不同控制方法，实现大小不同的限流阻抗投入。
8.一种短路故障限流器，其特征是：短路故障限流器包括第一电抗器(L1)、第二电抗器(L2)、电容器(C)、第一开关单元(U1)、第二开关单元(U2)、……、第n开关单元(Un)；其中，第一开关单元(U1)由第一双分裂电抗器(M1)和第一开关(K1)组成，第二开关单元(U2)由第二双分裂电抗器(M2)和第二开关(K2)组成，……，第n开关单元(Un)由第n双分裂电抗器(Mn)和第n开关(Kn)组成；第一双分裂电抗器(M1)由第十一绕组(L11)和第十二绕组(L12)组成，第二双分裂电抗器(M2)由第二十一绕组(L21)和第二十二绕组(L22)组成，……，依次，第n双分裂电抗器(Mn)由第n1绕组(Ln1)和第n2绕组(Ln2)组成；第一双分裂电抗器(M1)的第十一绕组(L11)与第一开关(K1)串联后，与第十二绕组(L12)并联作为第一开关单元(U1)，第一开关单元(U1)连接在连接点B和连接点Cs1之间；第二双分裂电抗器(M2)的第二十一绕组(L21)与第二开关(K2)串联后，与第二十二绕组(L22)并联作为第二开关单元(U2)，第二开关单元(U2)连接在连接点Cs1和连接点Cs2之间；依次，第n双分裂电抗器(Mn)的第n1绕组(Ln1)与第n开关(Kn)串联后，与第n2绕组(Ln2)并联作为第n开关单元(Un)，第n开关单元(Un)连接在连接点Csn和连接点D之间；第一开关单元(U1)、第二开关单元(U2)、……、第n开关单元(Un)依次串联后与电容器(C)并联，再与第二电抗器(L2)串联，整个串并联回路与第一电抗器(L1)并联；其中，第一电抗器(L1)和第二电抗器(L2)与连接点A相连，第二电抗器(L2)连接在连接点A和连接点B之间，电容器(C)连接在连接点B和连接点D之间；交流电源(Uac)连接在连接点A与地之间，断路器(SW)和负载(RL)串联后连接在连接点D与地之间。
9.按照权利要求8所述的短路故障限流器，其特征是：第一双分裂电抗器(M1)、第二双分裂电抗器(M2)、……、第n双分裂电抗器(Mn)具有相同的结构和工作原理，第一开关(K1)、第二开关(K2)、……、第n开关(Kn)具有相同的结构和工作原理；第一开关单元(U1)、第二开关单元(U2)、……、第n开关单元(Un)具有相同的结构和工作原理。
10.一种短路故障限流器，其特征是：所述的短路故障限流器包括第一电抗器(L1)、第二电抗器(L2)、双分裂电抗器(M)、电容器(C)和开关(K)；其中，双分裂电抗器(M)由第一绕组(L01)和第二绕组(L02)组成；双分裂电抗器(M)的第一绕组(L01)与开关(K)串联后，与第二绕组(L02)并联，再与电容器(C)串联，作为串联电路连接在连接点A和连接点D之间，第一电抗器(L1)与串联电路并联，整个并联电路再与第二电抗器(L2)串联；第二电抗器(L2)的一端与连接点A相连，第二电抗器(L2)的另一端与连接点E相连，交流电源(Uac)连接在连接点E与地之间，断路器(SW)和负载(RL)串联后连接在连接点D与地之间。
11.按照权利要求10所述的短路故障限流器，其特征是：开关(K)是快速合闸开关，或是反并联晶闸管组，或是可控间隙，或是避雷器，或是饱和电抗器，或是反并联晶闸管组、可控间隙和避雷器的并联组合，或是快速合闸开关、反并联晶闸管组和避雷器的并联组合，或是饱和电抗器与快速合闸开关、反并联晶闸管组和避雷器的并联组合。
12.一种短路故障限流器，其特征是：短路故障限流器包括第一电抗器(L1)、第二电抗器(L2)、电容器(C)、第一开关单元(U1)、第二开关单元(U2)、……、第n开关单元(Un)；其中，第一开关单元(U1)由第一双分裂电抗器(M1)和第一开关(K1)组成，第二开关单元(U2)由第二双分裂电抗器(M2)和第二开关(K2)组成，……，第n开关单元(Un)由第n双分裂电抗器(Mn)和第n开关(Kn)组成；第一双分裂电抗器(M1)由第十一绕组(L11)和第十二绕组(L12)组成，第二双分裂电抗器(M2)由第二十一绕组(L21)和第二十二绕组(L22)组成，……，依次，第n双分裂电抗器(Mn)由第n1绕组(Ln1)和第n2绕组(Ln2)组成；第一双分裂电抗器(M1)的第十一绕组(L11)与第一开关(K1)串联后，与第十二绕组(L12)并联作为第一开关单元(U1)，第一开关单元(U1)连接在连接点B和连接点Cs1之间；第二双分裂电抗器(M2)的第二十一绕组(L21)与第二开关(K2)串联后，与第二十二绕组(L22)并联作为第二开关单元(U2)，第二开关单元(U2)连接在连接点Cs1和连接点Cs2之间；依次，第n双分裂电抗器(Mn)的第n1绕组(Ln1)与第n开关(Kn)串联后，与第n2绕组(Ln2)并联作为第n开关单元(Un)，第n开关单元(Un)连接在连接点Csn和连接点D之间；第一开关单元(U1)、第二开关单元(U2)、……、第n开关单元(Un)、电容器(C)依次串联后，与第一电抗器(L1)并联，整个串并联回路与第二电抗器(L2)串联；其中，第一电抗器(L1)和第二电抗器(L2)的一端与连接点B相连，第二电抗器(L2)的另一端与连接点A相连，电容器(C)连接在连接点D和连接点E之间；交流电源(Uac)连接在连接点A与地之间，断路器(SW)和负载(RL)串联后连接在连接点E与地之间。
13.按照权利要求12所述的短路故障限流器，其特征是：第一双分裂电抗器M1、第二双分裂电抗器(M2)、……、第n双分裂电抗器(Mn)具有相同的结构和工作原理，第一开关(K1)、第二开关(K2)、……、第n开关(Kn)具有相同的结构和工作原理；第一开关单元(U1)、第二开关单元(U2)、……、第n开关单元(Un)具有相同的结构和工作原理。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523249A (en) * | 1982-09-21 | 1985-06-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Alternating current limiting apparatus |
| JP2003189465A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Ｌｃ直並列共振形限流器 |
| CN102035196A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-04-27 | 东南大学 | 一种基于可控串补的故障限流装置 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523249A (en) * | 1982-09-21 | 1985-06-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Alternating current limiting apparatus |
| JP2003189465A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Ｌｃ直並列共振形限流器 |
| CN102035196A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-04-27 | 东南大学 | 一种基于可控串补的故障限流装置 |
| CN102646968A (zh) * | 2012-05-04 | 2012-08-22 | 中国科学院电工研究所 | 一种电抗器型短路故障限流器 |
| CN102790382A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-21 | 中国科学院电工研究所 | 一种限流软开断装置 |
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