CN108199361A - 一种高压自保护串补限流系统 - Google Patents

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张国勇
宋安超
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Abstract

本发明涉及一种高压自保护串补限流系统，包括第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2、第三隔离刀闸G3、串联电容器C、限流电抗器L、第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2和保护熔丝FU。本发明具有串补和限流双重功能，不仅可以通过串联补偿电容器来补偿线路的分布感抗，提高系统稳定性，改善线路电压质量，增大送电距离和送电能力，进而提高电能的综合利用率，还可以通过限流电抗器限制短路电流的强度，减小短路电流对电力系统中电力设备的冲击，避免短路故障的进一步扩大。本发明具有结构简单、安全可靠等特点。

Description

一种高压自保护串补限流系统
技术领域
本发明涉及电力系统配电设备限流技术领域，具体涉及一种高压自保护串补限流系统。
背景技术
随着经济的发展，电负荷也随之急剧的增长，中高压长距离输电线路带来的电压质量问题逐渐暴露出来。对于人口密度较小的地区，供电半径较大，输电线路普遍较长。在早期负荷较轻的情况下，受端电压尚可满足使用需求；但随着社会进步和经济发展，重负载用户不断增加，负荷电流在线路上的压降明显加大，造成对负荷的供电电压质量严重超标，负荷高峰时有的线路末端电压只有额定电压的80%，导致附近的工业和居民用电设备不能正常运行，直接影响了该地区人民的生产和生活。
众所周知，电力系统发生短路故障时，短路电流一般为额定电流几十倍，甚至上百倍，随着电负荷的急剧增长，不断增大的短路电流对电力系统电气设备的冲击越来越大；同时，现有的断路器的开断能力已难以满足开断巨大短路电流。因此，为解决这一重大难题，限流电抗器被串接回路中的方式广泛应用在电力系统输配电系统中。限流电抗器串联在回路中虽可限制短路电流强度，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，以及维持母线电压，避免短路故障的进一步扩大。但串联限流电抗器却有很多不足之处，首先，限流电抗器串联回路中产生巨大的无功损耗也给用户造成很大的经济负担；其次，在选取限流电抗器的电抗值时，往往存在着满足限制短路电流的要求后，额定电流下用户端电压过低的矛盾。电力系统输配电网的长距离输送过程中，输电线路也会产生感抗，实质上已等同形成了一种隐形、潜在的串接用户负载回路中的电抗器，同样造成用户端电压降低，同时又有较大的无功损耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压自保护串补限流系统，该系统不仅可以通过串联补偿电容器来补偿线路的分布感抗，提高系统稳定性，改善线路电压质量，增大送电距离和送电能力，进而提高电能的综合利用率，还可以通过限流电抗器限制短路电流的强度，减小短路电流对电力系统中电力设备的冲击，避免短路故障的进一步扩大。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高压自保护串补限流系统，包括第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2、第三隔离刀闸G3、串联电容器C、限流电抗器L、第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2和保护熔丝FU。所述第一隔离刀闸G1的进线端接第三隔离刀闸G3的进线端，出线端接保护熔丝FU的进线端。所述第三隔离刀闸G3的出线端接第二隔离刀闸G2的出线端。所述串联电容器C的进线端和限流电抗器L的进线端相连作为公共点a。所述串联电容器C的出线端接第一可控硅SCR1的进线端。述保护熔丝FU的出线端和公共点a相连。所述第一可控硅SCR1的出线端和第二可控硅SCR2的出线端相连作为公共点b。所述第二可控硅SCR2的进线端接限流电抗器L的出线端。所述隔离刀闸G2的进线端与公共点b相连。
所述第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2和第三隔离刀闸G3，用于实现不停电检修或更换配电柜内的元器件。所述串联电容器C，用于补偿线路中的感抗。所述限流电抗器L，用于限制短路电流的冲击强度。所述第一可控硅SCR1，用于控制串联电容器C的投退。所述第二可控硅SCR2，用于控制限流电抗器L的投退。所述保护熔丝FU，用于短路时控制串联电容器C与限流电抗器L的投入运行时间，有效防止串联电容器C与限流电抗器L因过流而损坏。
进一步的，该高压自保护串补限流系统还包括进线和出线，进线分别和第一隔离刀闸G1的进线端、第三隔离刀闸G3的进线端相连，出线分别和第二隔离刀闸G2的出线端、第三隔离刀闸G3的出线端相连。
进一步的，所述第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2均为双向可控硅，该双向可控硅包括两只反并联的可控硅，且通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
进一步的，所述第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2和第三隔离刀闸G3均安装在配电柜中，且通过人工操作实现分闸动作。
由以上技术方案可知，本发明具有串补和限流双重功能，不仅可以通过串联补偿电容器来补偿线路的分布感抗，提高系统稳定性，改善线路电压质量，增大送电距离和送电能力，进而提高电能的综合利用率，还可以通过限流电抗器限制短路电流的强度，减小短路电流对电力系统中电力设备的冲击，避免短路故障的进一步扩大。本发明具有结构简单、安全可靠等特点。
附图说明
图1是本发明的电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种高压自保护串补限流系统，包括第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2、第三隔离刀闸G3、串联电容器C、限流电抗器L、第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2和保护熔丝FU。所述第一隔离刀闸G1的进线端接第三隔离刀闸G3的进线端，出线端接保护熔丝FU的进线端。所述第三隔离刀闸G3的出线端接第二隔离刀闸G2的出线端。所述串联电容器C的进线端和限流电抗器L的进线端相连作为公共点a。所述串联电容器C的出线端接第一可控硅SCR1的进线端。述保护熔丝FU的出线端和公共点a相连。所述第一可控硅SCR1的出线端和第二可控硅SCR2的出线端相连作为公共点b。所述第二可控硅SCR2的进线端接限流电抗器L的出线端。所述隔离刀闸G2的进线端与公共点b相连。
所述第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2和第三隔离刀闸G3，用于实现不停电检修或更换配电柜内的元器件。所述串联电容器C，用于补偿线路中的感抗。所述限流电抗器L，用于限制短路电流的冲击强度。所述第一可控硅SCR1，用于控制串联电容器C的投退。所述第二可控硅SCR2，用于控制限流电抗器L的投退。所述保护熔丝FU，用于短路时控制串联电容器C与限流电抗器L的投入运行时间，有效防止串联电容器C与限流电抗器L因过流而损坏。
进一步的，该高压自保护串补限流系统还包括进线和出线，进线分别和第一隔离刀闸G1的进线端、第三隔离刀闸G3的进线端相连，出线分别和第二隔离刀闸G2的出线端、第三隔离刀闸G3的出线端相连。
进一步的，所述第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2均为双向可控硅，该双向可控硅包括两只反并联的可控硅，且通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
进一步的，所述第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2和第三隔离刀闸G3均安装在配电柜中，且通过人工操作实现分闸动作。
本发明的工作原理为：
本发明通过装置中控制器控制第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2的导通与断开，实现串联电容器C与限流电抗器L的投退。正常运行时，通过串联电容器C来用于补偿线路中的感抗以补偿线路的分布感抗，提高系统的稳定性，改善线路的电压质量，加大送电距离和增大输送能力，提高了电能的综合利用率。当线路发生短路故障时，装置中控制器立即驱动第一可控硅SCR1断开、第二可控硅SCR2导通，使串联电容器C退出，限流电抗器L投入，通过限流电抗器L能有效限制短路电流的强度，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，避免短路故障的进一步扩大。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高压自保护串补限流系统，其特征在于：包括第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2、第三隔离刀闸G3、串联电容器C、限流电抗器L、第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2和保护熔丝FU；所述第一隔离刀闸G1的进线端接第三隔离刀闸G3的进线端，出线端接保护熔丝FU的进线端；所述第三隔离刀闸G3的出线端接第二隔离刀闸G2的出线端；所述串联电容器C的进线端和限流电抗器L的进线端相连作为公共点a；所述串联电容器C的出线端接第一可控硅SCR1的进线端；所述保护熔丝FU的出线端和公共点a相连；所述第一可控硅SCR1的出线端和第二可控硅SCR2的出线端相连作为公共点b；所述第二可控硅SCR2的进线端接限流电抗器L的出线端；所述隔离刀闸G2的进线端与公共点b相连。
2.根据权利要求1所述的一种高压自保护串补限流系统，其特征在于：该高压自保护串补限流系统还包括进线和出线，进线分别和第一隔离刀闸G1的进线端、第三隔离刀闸G3的进线端相连，出线分别和第二隔离刀闸G2的出线端、第三隔离刀闸G3的出线端相连。
3.根据权利要求1所述的一种高压自保护串补限流系统，其特征在于：所述第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2均为双向可控硅，该双向可控硅包括两只反并联的可控硅，且通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
4.根据权利要求1所述的一种高压自保护串补限流系统，其特征在于：所述第一隔离刀闸G1、第二隔离刀闸G2和第三隔离刀闸G3均安装在配电柜中，且通过人工操作实现分闸动作。
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