CN107887896A - 一种新型故障限流设备及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新型故障限流设备，包含一个三绕组串联变压器和三个开关。串联变压器第一侧绕组的两端串联接入线路、且第一侧绕组两端连接第一开关，另外两侧绕组两端分别连接第二开关和第三开关。本发明还提出了一种新型故障限流设备的控制方法，在线路运行时，串联侧变压器的第一开关分闸，第二开关合闸、第三开关分闸，在线路发生故障时，快速合上第三开关、之后再断开第二开关。本发明设备通过快速对串联变压器不同绕组连接的切换，依靠串联变压器的漏抗来限制系统的短路电流，开关的开断电流小、电压等级低，提高了故障限流设备的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型故障限流设备及其控制方法。
背景技术
随着电力系统容量和规模的扩大，电力系统短路故障电流的水平也不断提高，短路故障对电力系统及与其相连的电气设备的破坏性也越来越大。故障限流器在检测到短路故障发生后，通过快速改变故障线路的阻抗参数，将短路电流限制在低水平，以保护电力设备，满足已有断路器在不超过其遮断能力的前提下切断短路故障。
目前已公开的故障限流器有谐振式故障限流器、固态故障限流器和超导故障限流器等，均是直接在线路上安装限流设备，在系统正常运行时将限流的设备旁路退出，在系统故障时将限流设备投入。目前需要在故障时限流的交流系统基本上是高电压系统，限流设备直接安装在高电压系统的某条线路上时，限流设备所承受的故障电流较大，限流设备相应的分断开关或器件在分断时电流也较大，影响了设备的可靠性，需要一种更安全、可靠的故障限流设备。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种可靠性高、且适用于工程应用的新型故障限流设备，并提供相应的控制方法，本发明的解决方案是：
提供一种新型故障限流设备
所述故障限流设备包含三绕组串联变压器和三个开关；所述三绕组串联变压器的第一侧绕组两端串联接入线路，所述串联变压器的第一侧绕组与第一开关并联连接；所述串联变压器第二侧绕组和第三侧绕组分别与第二开关和第三开关并联连接。
进一步地，上述三个开关为机械开关或者由电力电子设备构成的开关。
进一步地，上述串联变压器的第二开关和第三开关中至少一个开关与一个电抗器并联连接。
进一步地，上述电抗器与电容器并联连接。
进一步地，上述串联变压器的至少一侧绕组的两端并联至少一个过电压保护设备。
进一步地，上述过电压保护设备包括避雷器和火花间隙。
本发明提供上述故障限流设备相应的控制方法为，交流系统正常运行时，第一开关断开，第二开关合闸，第三开关断开；当判断出线路或线路近端发生严重故障后，先合上第三开关、再断开第二开关。
或者，上述故障限流设备相应的控制方法为，交流系统正常运行时，第一开关断开，第二开关合闸，第三开关合闸；当判断出线路或线路近端发生严重故障后，断开第二开关、或者断开第三开关。
上述判断出线路或线路近端发生严重故障具体指，检测到流过所述故障限流设备接入线路的电流值大于预设电流阈值，且持续时间大于预设时间。
采用上述方案后，本发明可以避免故障限流设备安装在高电压等级系统所承受的高电压和大电流，提高了故障限流设备的可靠性和经济性；本方案利用串联变压器不同绕组间的不同漏抗接入系统，在稳态运行时，以较小的漏抗接入线路，减少对系统潮流的影响，在故障时以较大的漏抗串入线路，抑制系统的短路电流。
附图说明
图1是本发明第一个实施例的新型故障限流设备；
图2是本发明第二个实施例的新型故障限流设备；
图3是本发明第三个实施例的新型故障限流设备；
图4是本发明第四个实施例的新型故障限流设备；
其中：1-三绕组串联变压器，2-第一开关，3-第二开关，4-第三开关，5-电抗器，6-电容器，7-电抗器，8-电容器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明提出一种新型故障限流设备，其一个较优的实施例如图1所示。所述故障限流设备包含一个三绕组串联变压器1、第一开关2、第二开关3和第三开关4；
串联变压器1的第一侧绕组两端串联接入线路，串联变压器1的第一侧绕组与第一开关2并联连接；串联变压器1的第二侧绕组和第三侧绕组两端分别与第二开关3和第三开关4并联连接；第一开关2、第二开关3、和第三开关4为机械开关或者由电力电子设备构成的开关。
本发明提出的一种新型故障限流设备的第二个较优实施例如图2所示，第二开关3的与一个电抗器5并联连接。
本发明提出的一种新型故障限流设备的第三个较优实施例如图3所示，第二开关3的与一个电抗器5并联连接，且第二开关3的与一个电容器6并联连接。
本发明提出的一种新型故障限流设备的第四个较优实施例如图4所示，第二开关3的与一个电抗器5并联连接，且第二开关3的与一个电容器6并联连接；第三开关4的与一个电抗器7并联连接，且第三开关4的与一个电容器8并联连接。
上述4种新型故障限流设备方案相应的控制方法为，交流系统正常运行时，第一开关2断开，第二开关3合闸，第三开关4断开；当判断出线路或线路近端发生严重故障后，先合上第三开关4、再断开第二开关3；在故障限流设备故障或者检修时，合上第一开关2。
或者，上述4种新型故障限流设备相应的控制方法为，交流系统正常运行时，第一开关2断开，第二开关3合闸、第三开关4合闸；当判断出线路或线路近端发生严重故障后，断开第二开关3、或者断开第三开关4；在故障限流设备故障或者检修时，合上第一开关2。
需要说明的是,本发明中的各元件，如电抗器、电容、开关等，大多是指等效元件；也就是说，电路结构中的等效元件既可以是单个的元件，也可以是多个同样的元件级联(串联、并联等)而成。对于本发明实施例中的任何等效元件，能够实现同样功能的任何等效电路应当都涵盖在本发明实施例的保护范围之内。
最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的专利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型故障限流设备，其特征在于：
所述故障限流设备包含三绕组串联变压器和三个开关；所述三绕组串联变压器的第一侧绕组两端串联接入线路，所述串联变压器的第一侧绕组与第一开关并联连接；所述串联变压器第二侧绕组和第三侧绕组分别与第二开关和第三开关并联连接。
2.如权利要求1所述的一种新型故障限流设备，其特征在于：所述的三个开关为机械开关或者由电力电子设备构成的开关。
3.如权利要求1所述的一种新型故障限流设备，其特征在于：
所述串联变压器的第二开关和第三开关中至少一个开关与一个电抗器并联连接。
4.如权利要求3所述的一种新型故障限流设备，其特征在于：
所述电抗器与电容器并联连接。
5.如权利要求1所述的一种新型故障限流设备，其特征在于：
所述串联变压器的至少一侧绕组的两端并联至少一个过电压保护设备。
6.如权利要求5所述的一种新型故障限流设备，其特征在于：
所述过电压保护设备包括避雷器和火花间隙。
7.如权利要求1所述的一种新型故障限流设备的控制方法，其特征在于：
包括两种方案，
方案一：交流系统正常运行时，第一开关断开，第二开关合闸，第三开关断开；当判断出线路或线路近端发生严重故障后，先合上第三开关、再断开第二开关；
方案二：交流系统正常运行时，第一开关断开，第二开关合闸，第三开关合闸；当判断出线路或线路近端发生严重故障后，断开第二开关、或者断开第三开关。
8.如权利要求7所述的一种新型故障限流设备的控制方法，其特征在于：所述判断出线路或线路近端发生严重故障具体指，检测到流过所述故障限流设备接入线路的电流值大于预设电流阈值，且持续时间大于预设时间。
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