CN108092250B - 一种故障限流设备及控制方法 - Google Patents

一种故障限流设备及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108092250B
CN108092250B CN201711381709.0A CN201711381709A CN108092250B CN 108092250 B CN108092250 B CN 108092250B CN 201711381709 A CN201711381709 A CN 201711381709A CN 108092250 B CN108092250 B CN 108092250B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current limiting
parallel
reactor
fault current
fast switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711381709.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108092250A (zh
Inventor
潘磊
田杰
曹冬明
董云龙
周启文
黄如海
丁峰峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Original Assignee
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NR Electric Co Ltd, NR Engineering Co Ltd filed Critical NR Electric Co Ltd
Priority to CN201711381709.0A priority Critical patent/CN108092250B/zh
Publication of CN108092250A publication Critical patent/CN108092250A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108092250B publication Critical patent/CN108092250B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/021—Current limitation using saturable reactors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/06—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明提出了一种故障限流设备，故障限流设备包含串联变压器、至少一个快速开关以及至少一个电抗器。串联变压器一侧绕组的两端串联接入线路，另一侧绕组两端连接一个电抗器或者一个电抗器组，每个电抗器与一个快速开关并联连接。本发明还提出了一种故障限流设备的控制方法，在线路运行时，合闸与电抗器并联的快速开关，在线路发生故障时，迅速断开快速开关将电抗器接入回路，对线路电流进行限制。本发明设备通过间接的投入限流模块有效的限制系统的短路电流，且快速开关的开断电流小，限流支路的电压等级低，提高了限流设备的可靠性。

Description

一种故障限流设备及控制方法
技术领域
本发明涉及一种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：
提供一种故障限流设备，
所述故障限流设备包含串联变压器、至少一个快速开关以及至少一个电抗器；所述串联变压器一侧绕组的两端串联接入线路，另一侧绕组两端连接至少一个电抗器；所述电抗器与所述至少一个快速开关并联连接；
所述电抗器的数量大于等于二时，所述电抗器串联连接。
进一步地，所述快速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，所述的电抗器并联电容，组合形成阻抗单元；所述阻抗单元与所述快速开关并联连接。
进一步地，所述串联变压器接入线路侧绕组的两端连接至少一个旁路设备。
进一步地，所述旁路设备为机械旁路开关或者由电力电子设备构成的旁路开关。
进一步地，所述串联变压器接入线路侧绕组的其中一端通过断路器与所述旁路设备的一端连接，另一端通过隔离刀闸与所述旁路设备连接；或者，所述串联变压器接入线路侧绕组的两端分别通过断路器与所述旁路设备的两端连接。
进一步地，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。
进一步地，所述过电压保护设备包括避雷器和火花间隙。
本发明还提供一种故障限流设备，所述故障限流设备包含一个串联变压器、N个快速开关和N个电抗器，N为自然数，且N大于1；所述N个电抗器分别与所述N个快速开关并联连接，每个电抗器与一个快速开关并联连接，构成一个限流模块，一共构成N个限流模块；
所述N个限流模块依次串联连接构成限流模块组；所述串联变压器一侧绕组的两端串联接入线路，另一侧绕组两端连接所述限流模块组。
进一步地，所述故障限流设备还包括N个电容，所述N个电抗器分别与所述N个电容并联连接，每个电抗器与一个电容并联，构成一个阻抗单元，一共构成N个阻抗单元；所述N个阻抗单元分别与所述N个快速开关并联连接，每个阻抗单元与一个快速开关并联连接，构成一个限流模块，一共构成N个限流模块。
本发明提供一种故障限流设备的控制方法，所述故障限流设备包含一个串联变压器、一个快速开关以及一个电抗器；所述串联变压器一侧绕组的两端串联接入线路，另一侧绕组两端连接所述电抗器；所述快速开关与所述电抗器并联连接；
所述控制方法为，交流系统正常运行时，与电抗器并联的快速开关保持闭合状态，当判断出线路或线路近端发生严重故障后，断开与电抗器并联的快速开关。
进一步地，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。
本发明还提供一种故障限流设备的控制方法，所述故障限流设备包含一个串联变压器、N个快速开关和N个电抗器，N为自然数，且N大于1；所述N个电抗器分别与所述N个快速开关并联连接，每个电抗器与一个快速开关并联连接，构成一个限流模块，一共构成N个限流模块；
所述N个限流模块依次串联连接构成限流模块组；所述串联变压器一侧绕组的两端串联接入线路，另一侧绕组两端连接所述限流模块组；其特征在于：
所述控制方法为，交流系统正常运行时，与电抗器并联的快速开关保持闭合状态，当交流系统发生故障后，按照指定规则断开所述N个限流模块里的所述快速开关。
进一步地，所述指定规则为，设置m个预设电流阈值和m个预设时间，当检测到流过所述故障限流设备接入线路的电流值大于第m个预设电流阈值、且持续时间大于第m个预设时间，则断开所述N个限流模块里的m个限流模块的快速开关，m为自然数，m小于等于N。
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；当采用多个限流模块串联时，可根据系统故障的严重程度进行不同等级的限流，且当部分限流模块故障后，不影响其它的故障模块运行，进一步提高了故障限流设备的利用率和可靠性；此外，还可以在稳态运行时，仅投入部分限流模块，调节系统的潮流，其经济效益更加明显。
附图说明
图1是本发明第一个实施例的故障限流设备；
图2是本发明第二个实施例的故障限流设备；
图3是本发明第三个实施例的故障限流设备；
图4是本发明第四个实施例的故障限流设备；
图5是本发明第五个实施例的故障限流设备；
其中：1-串联变压器，2-快速开关，3-电抗器，4-旁路设备，5-电容，6-过电压保护设备，7-限流模块，8-限流模块组，9-阻抗单元。
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串联变压器1、一个快速开关2以及一个电抗器3；串联变压器1一侧绕组的两端串联接入线路，另一侧绕组两端连接一个电抗器3；电抗器3与快速开关2并联连接；快速开关2为机械开关或者由电力电子设备构成的开关。
相应的控制方法为：当交流系统正常运行时，与电抗器并联的快速开关保持闭合状态；当线路或线路近端发生严重故障，检测到流过所述故障限流设备接入线路的电流大于预设电流阈值、且持续时间大于预设时间,断开与电抗器并联的快速开关。
本发明提出的一种故障限流设备的第二个较优实施例如图2所示，串联变压器1接入线路的绕组的两端连接一个旁路设备4；旁路设备4为机械旁路开关或者由电力电子设备构成的旁路开关，旁路设备4主要用于将故障限流设备退出运行。串联变压器2接入线路侧绕组的其中一端通过断路器与旁路设备4的一端连接，另一端通过隔离刀闸与所述旁路设备4连接；或者，串联变压器1接入线路侧绕组的两端分别通过断路器与所述旁路设备4的两端连接；在故障限流设备故障或者检修时，通过断开所述的断路器将故障限流设备隔离。通常，断路器两端会配有隔离刀闸和接地刀闸。
本发明提出的一种故障限流设备的第三个较优实施例如图3所示，电抗器3并联一个电容5，组合形成一个阻抗单元后再与所述快速开关2并联连接。
在串联变压器1接入线路侧绕组的两端并联至少一个过电压保护设备6，所述的过电压保护设备6包括避雷器和火花间隙；或者，过电压保护设备6并联在串联变压器1连接电抗器侧绕组的两端；或者，串联变压器1两侧绕组都并联过电压保护设备6。
本发明提出的一种故障限流设备的第四个较优实施例如图4所示。故障限流设备包含一个串联变压器1、N个快速开关2和N个电抗器3，N为自然数，且N大于1；所述N个电抗器3分别与所述N个快速开关2并联连接，每个电抗器3与一个快速开关2并联连接，构成一个限流模块7，一共构成N个限流模块7；N个限流模块7依次串联连接构成限流模块组8；串联变压器1一侧绕组的两端串联接入线路，另一侧绕组两端连接上述限流模块组8；串联变压器1接入线路侧绕组的两端连接一个旁路设备4，旁路设备4主要用于将故障限流设备退出运行。
或者，如图5所示的第五个实施例，故障限流设备还包括N个电容5，N个电抗器3分别与所述N个电容5并联连接，每个电抗器3与一个电容5并联，构成一个阻抗单元9，一共构成N个阻抗单元9；所述N个阻抗单元9分别与所述N个快速开关2并联连接，每个阻抗单元9与一个快速开关2并联连接，构成一个限流模块7，一共构成N个限流模块7；
实施例4和实施例5相应的控制方法为：设置m个预设电流阈值，当检测到流过所述故障限流设备接入线路的电流大于第m个预设电流阈值、且持续时间大于第m个预设时间，则断开所述N个限流模块7里的m个限流模块7的快速开关2，m为自然数，m小于等于N。
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 (2)

1.一种故障限流设备，其特征在于：
所述故障限流设备包含一个串联变压器、N个快速开关和N个电抗器，N为自然数，且N大于1；所述N个电抗器分别与所述N个快速开关并联连接，每个电抗器与一个快速开关并联连接，构成一个限流模块，一共构成N个限流模块；
所述N个限流模块依次串联连接构成限流模块组；所述串联变压器一侧绕组的两端串联接入线路，另一侧绕组两端连接所述限流模块组；
交流系统正常运行时，与电抗器并联的快速开关保持闭合状态，当交流系统发生故障后，按照指定规则断开所述N个限流模块里的所述快速开关；
所述指定规则为，设置m个预设电流阈值和m个预设时间，当检测到流过所述故障限流设备接入线路的电流值大于第m个预设电流阈值、且持续时间大于第m个预设时间，则断开所述N个限流模块里的m个限流模块的快速开关，m为自然数，m小于等于N。
2.如权利要求1所述的一种故障限流设备，其特征在于：所述故障限流设备还包括N个电容，所述N个电抗器分别与所述N个电容并联连接，每个电抗器与一个电容并联，构成一个阻抗单元，一共构成N个阻抗单元；所述N个阻抗单元分别与所述N个快速开关并联连接，每个阻抗单元与一个快速开关并联连接，构成一个限流模块，一共构成N个限流模块。
CN201711381709.0A 2017-12-20 2017-12-20 一种故障限流设备及控制方法 Active CN108092250B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711381709.0A CN108092250B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种故障限流设备及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711381709.0A CN108092250B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种故障限流设备及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108092250A CN108092250A (zh) 2018-05-29
CN108092250B true CN108092250B (zh) 2023-05-12

Family

ID=62176150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711381709.0A Active CN108092250B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种故障限流设备及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108092250B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109038525B (zh) * 2018-09-26 2020-06-09 西安西电电气研究院有限责任公司 电力系统及其限流装置
CN111682514B (zh) * 2020-07-03 2022-08-02 广东电网有限责任公司电力科学研究院 10kV架空线路相间故障级差保护方法、系统及终端设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU132270U1 (ru) * 2012-10-26 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН Токоограничивающее устройство для высоковольтных линий электропередач
WO2013163853A1 (zh) * 2012-05-04 2013-11-07 中国科学院电工研究所 一种电抗器型短路故障限流器
WO2014108010A1 (zh) * 2013-01-09 2014-07-17 中国科学院电工研究所 一种基于组合式快速合闸开关的故障电流限制器
CN105429121A (zh) * 2015-12-28 2016-03-23 大连理工大学 混合开关式故障限流模块以及装置
CN105703370A (zh) * 2016-03-08 2016-06-22 全球能源互联网研究院 一种串补与换流器结合的统一潮流控制器
CN105977974A (zh) * 2016-06-22 2016-09-28 全球能源互联网研究院 一种并联混合型静止同步串联补偿器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103972887B (zh) * 2014-05-19 2017-07-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种适用于双回线路的统一潮流控制器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013163853A1 (zh) * 2012-05-04 2013-11-07 中国科学院电工研究所 一种电抗器型短路故障限流器
RU132270U1 (ru) * 2012-10-26 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН Токоограничивающее устройство для высоковольтных линий электропередач
WO2014108010A1 (zh) * 2013-01-09 2014-07-17 中国科学院电工研究所 一种基于组合式快速合闸开关的故障电流限制器
CN105429121A (zh) * 2015-12-28 2016-03-23 大连理工大学 混合开关式故障限流模块以及装置
CN105703370A (zh) * 2016-03-08 2016-06-22 全球能源互联网研究院 一种串补与换流器结合的统一潮流控制器
CN105977974A (zh) * 2016-06-22 2016-09-28 全球能源互联网研究院 一种并联混合型静止同步串联补偿器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
帅智康等.一种新型多功能电力电子限流器的工作机理及仿真分析.《电力系统自动化》.2014,第38卷(第23期),第85-90页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108092250A (zh) 2018-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107947173B (zh) 一种串联补偿器及控制方法
CN110024245B (zh) 用于控制允许在网络中传输直流电并同时保护所述网络免受短路故障的影响的设施的方法
CN104953568B (zh) 一种柔性直流输电系统的故障保护方法
US9054557B2 (en) Voltage balancing of symmetric HVDC monopole transmission lines after earth faults
EP2695267B1 (en) Fast breaker failure detection for hvdc circuit breakers
EP3046196B1 (en) A method of clearing a fault in a HVDC electrical network
CN105680424B (zh) 柔性直流输电系统的架空线路暂时性故障的保护方法
CN108092250B (zh) 一种故障限流设备及控制方法
KR101673956B1 (ko) 전력계통을 보호하기 위한 복합형 초전도 한류기 및 이를 포함하는 차단기 시스템
CN203535152U (zh) 一种失灵保护外部启动接点隐性缺陷检测装置
CN1744406B (zh) 在线整体可插拔型信号线路浪涌保护器
WO2012136241A1 (en) Fault handling during circuit breaker maintenance in a double-breaker busbar switchyard
KR101074663B1 (ko) 쌍방향 서지보호기
CN205921371U (zh) 一种断零缺相保护装置及电网故障定位装置
CN105098736A (zh) 一种带出线电抗器的母联保护方法
CN109217238B (zh) 一种保护电路和电子设备
CN109412256B (zh) 一种备用电源投入方法及装置
CN107678478B (zh) 电压互感器二次中性点阀片工作状态监控电路及方法
CN105606917B (zh) 同塔双回直流工程回内联跳相关功能试验研究方法和系统
CN202678961U (zh) 大容量过电压吸收装置
CN107887896A (zh) 一种新型故障限流设备及控制方法
CN207612056U (zh) 一种故障限流设备
CN201497782U (zh) 直流操作系统绝缘性能监测装置
CN216082973U (zh) 一种电流接地选线电路
CN207612057U (zh) 一种新型故障限流设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant