CN107453372A - 一种快速故障限流装置及限流方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速故障限流装置及限流方法；限流装置，其特征是，包括五条并联的支路，其中一条支路上设有缓冲电路，一条支路上设有第一固态开关，一支路上设有第二固态开关，一支路上设有限流电抗器，另一支路上设有避雷器；所述第一固态开关和第二固态开关在电路中串联的极性相反。该限流装置能够在故障发生时快速改变限流电抗器串入系统中的等效电抗值，限流效果明显。该限流装置采用的是GTO固态开关，提供了比机械开关更快的保护，并且能够快速的再次启动。该限流装置提高了设备的利用率。常规的限流装置只在系统故障时起到限流作用，在系统正常运行时不工作，而该限流装置在系统正常运行时具有串联补偿的功能。

Description

一种快速故障限流装置及限流方法

技术领域

本发明涉及故障限流技术领域，尤其涉及一种速故障限流装置及限流方法。

背景技术

近些年，随着电力负荷不断增大，一些变电站在用电高峰期一直处在满负荷运行状态，系统的短路容量也随之增大，与增大的短路容量相比，主变低压侧抗短路电流能力明显减弱。在2011年和2014年，220kV某变#1主变和110kV，某变#1主变均因低压侧出线短路故障导致该两台主变低压绕组烧坏。目前解决上述问题的方法主要是增大变压器低压侧阻抗和在变电站低压母线上加装并联电抗器。

(1)主变返厂大修，增大变压器低压侧阻抗。截止到现在，某地市已有十余台变压器进行过返厂大修。但是单台变压器大修费用在100万元左右，费用较高，而且大多数220kV变电站都是两台主变，在主变返厂大修期间，该变电站中低压侧均为单电源运行状态，不满足n-1。而且大修后的主变，虽然增强了抗短路电流能力，但是变压器运行损耗明显增大。

(2)在变电站低压侧加装并联电抗器。虽然在一定程度上抑制了短路电流，但是限流电抗器的加入也会增加系统的无功损耗，降低系统运行效率。

综上，研制一种新型的快速故障限流装置就显得十分必要。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种快速故障限流装置及限流方法，能够在故障发生时快速改变限流电抗器串入系统中的等效电抗值，限流效果明显。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种快速故障限流装置，包括五条并联的支路，其中一条支路上设有缓冲电路，一条支路上设有第一固态开关，一支路上设有第二固态开关，一支路上设有限流电抗器，另一支路上设有避雷器；所述第一固态开关和第二固态开关在电路中串联的极性相反。

所述缓冲电路包括串联的电容和电阻。

所述第一固态开关和第二固态开关为门极可关断型晶闸管。

系统正常运行时，第一固态开关和第二固态开关处于交替导通状态，负荷电流的正半周和负半周分别从第一固态开关和第二固态开关流过，此时限流电抗器被旁路。

当系统发生故障时，第一固态开关和第二固态开关迅速截止，故障电流流过限流电抗器，由于电流通路的电抗增加，故障电流减小。

在系统正常运行时对线路所消耗的无功功率进行补偿，同时也可以对线路上的压降进行补偿。

采用所述一种快速故障限流装置的限流方法，包括：

系统正常运行时，第一固态开关和第二固态开关处于交替导通状态，负荷电流的正半周和负半周分别从第一固态开关和第二固态开关流过，此时限流电抗器被旁路；

当系统发生故障时，第一固态开关和第二固态开关迅速截止，故障电流流过限流电抗器，由于电流通路的电抗增加，故障电流减小。

还包括：

在系统正常运行时对线路所消耗的无功功率进行补偿，同时也可以对线路上的压降进行补偿。

本发明的有益效果：

(1)该限流装置能够在故障发生时快速改变限流电抗器串入系统中的等效电抗值，限流效果明显。

(2)该限流装置采用的是GTO固态开关，提供了比机械开关更快的保护，并且能够快速的再次启动。

(4)该限流装置提高了设备的利用率。常规的限流装置只在系统故障时起到限流作用，在系统正常运行时不工作，而该限流装置在系统正常运行时具有串联补偿的功能。

(5)该限流装置可以在系统正常运行时对线路所消耗的无功功率进行补偿，同时也可以对线路上的压降进行补偿，提高了用电设备的电压质量。

附图说明

图1为本发明的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种快速故障限流装置，包括五条并联的支路，其中一条支路上设有缓冲电路，为串联的电阻R和电容C，一条支路上设有第一固态开关，一支路上设有第二固态开关，一支路上设有限流电抗器L_f，另一支路上设有避雷器ZnO；所述第一固态开关和第二固态开关在电路中串联的极性相反。

第一固态开关和第二固态开关为门极可关断型晶闸管GTO1、GTO2。

系统正常运行时，GTO1和GTO2处于交替导通状态，负荷电流的正半周和负半周分别从GTO1和GTO2流过，此时电抗器被旁路；限流装置工作在闭锁模式或容性调节模式，补偿线路中的无功损耗；

当系统发生故障时，GTO迅速截止，故障电流流过限流电抗器，由于电流通路的电抗增加，故障电流减小。限流装置迅速转变为旁路模式，此时限流装置对外等效为固定的感抗，起到快速限制短路电流的作用。

本故障限流装置不但能在系统故障时限制故障电流的大小，而且能在系统正常运行时对线路的压降和无功损耗进行补偿。

限流装置对继电保护的影响可以通过重新整定动作阈值来消除，限流装置接入配电网会产生一定的谐波，但是其产生的谐波在系统允许的范围之内，对系统的正常运行影响很小，此外本限流装置还能对负荷产生的高次谐波有抑制作用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种快速故障限流装置，其特征是，包括五条并联的支路，其中一条支路上设有缓冲电路，一条支路上设有第一固态开关，一支路上设有第二固态开关，一支路上设有限流电抗器，另一支路上设有避雷器；所述第一固态开关和第二固态开关在电路中串联的极性相反。

2.如权利要求1所述一种快速故障限流装置，其特征是，所述缓冲电路包括串联的电容和电阻。

3.如权利要求1所述一种快速故障限流装置，其特征是，所述第一固态开关和第二固态开关为门极可关断型晶闸管。

4.如权利要求1所述一种快速故障限流装置，其特征是，系统正常运行时，第一固态开关和第二固态开关处于交替导通状态，负荷电流的正半周和负半周分别从第一固态开关和第二固态开关流过，此时限流电抗器被旁路。

5.如权利要求1所述一种快速故障限流装置，其特征是，当系统发生故障时，第一固态开关和第二固态开关迅速截止，故障电流流过限流电抗器，由于电流通路的电抗增加，故障电流减小。

6.如权利要求1所述一种快速故障限流装置，其特征是，在系统正常运行时对线路所消耗的无功功率进行补偿，同时也可以对线路上的压降进行补偿。

7.采用权利要求1所述一种快速故障限流装置的限流方法，其特征是，包括：

系统正常运行时，第一固态开关和第二固态开关处于交替导通状态，负荷电流的正半周和负半周分别从第一固态开关和第二固态开关流过，此时限流电抗器被旁路；

当系统发生故障时，第一固态开关和第二固态开关迅速截止，故障电流流过限流电抗器，由于电流通路的电抗增加，故障电流减小。

8.如采用权利要求7所述的限流方法，其特征是，还包括：

在系统正常运行时对线路所消耗的无功功率进行补偿，同时也可以对线路上的压降进行补偿。