CN201639282U - 一种短路故障限流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种短路故障限流器，由6只晶闸管组成的桥路、并联电感、直流电感和直流偏压组成的桥式短路故障限流器，根据短路故障发生时电源电压的正负，选择不同的控制方法：在负半周电源发生短路的情况下，可以控制桥路在紧接着的正半周工作于有源逆变状态，在该正半周结束后，控制桥路工作于两个双向开关状态；在正半周发生短路故障时，直接将控制桥路工作于两个双向开关状态。当桥路工作于两个双向开关状态下，把直流电感和旁路电感并联起来，承担短路电流，将短路电流限制在预设的水平上。可以实现并联电感、直流电感、桥路等电流定额和成本的最优化设计。

Description

一种短路故障限流器

技术领域

本实用新型是一种应用于交流电压供电系统的电力系统短路故障限流器，对短路故障电流及其上升率进行限制的装置，属于交流柔性输电技术的技术领域。

背景技术

随着电力系统规模和容量的不断扩大，短路电流的水平快速增加，当短路电流水平超过断路器的断开容量时，短路故障可能造成主要电力设备如变压器、高压开关设备、电力电缆等的严重损坏，引起系统不稳定，甚至造成系统的瘫痪。短路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，将短路电流限制在允许的水平，以保护电力设备，已经成为柔性交流输电系统的关键元件之一。

申请号为02112334.9的中国发明专利提出了一种基于晶闸管的有旁路电感的短路故障限流器，将基于电力电子技术的桥式短路限流器的实用性提高到了一个新的水平。但在短路故障发生后，控制桥路运行于有源逆变状态，将储存在直流电感中的磁能反馈给电网，然后控制桥路和直流电感退出，全部短路电流由旁路电感承担，因此，旁路电感的电流定额较大，导致旁路电感的体积大、成本高。申请号为200720041805.6的中国实用新型提出了一种短路限流器，在短路故障发生后，控制限流器中的整流桥路转化为两个双向开关，将直流电感和旁路电感并联起来，一起承担短路电流，因此，可以提高桥路和直流电感的利用率、减小旁路电感的电流定额。该实用新型有两种实施方案，第一种方案的桥路由8只可控硅构成，优点是直流电感体积小、成本低，缺点是桥路成本高；第二种方案桥路由4只可控硅和2只二极管组成，优点是桥路成本较低，缺点是直流电感体积大、成本高。如果将第二种方案中的两只二极管用两只晶闸管代替，则在负半周电源发生短路的情况下，可以控制桥路在紧接着的正半周工作于有源逆变状态，在该正半周结束后，控制桥路工作于两个双向开关状态，将直流电感和旁路电感并联起来，承担短路电流。这样以来，短路后直流电感承担直流电压的时间同8个晶闸管的限流器一样，为半个周期，所以，直流电感体积小、重量轻、成本低，桥路中的晶闸管只有6个，桥路成本也有所下降，因而具有最优的性能价格比。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种短路故障限流器，能降低桥路和直流电感的成本，从而降低整个限流器的成本。

本实用新型一种短路故障限流器，包括由第一晶闸管T1、第二晶闸管T2、第三晶闸管T3、第四晶闸管T4、第五晶闸管T5、第六晶闸管T6组成的桥路、直流限流电抗器L1、并联电感L2和直流偏压电源Eb；其特征是：第一晶闸管T1的阴极、第五晶闸管T5的阳极、直流限流电抗器L1的一端和第三晶闸管T3的阴极接在一起；第一晶闸管T1的阳极、第五晶闸管T5的阴极、并联电感L2的一端和第二晶闸管T2的阴极接在一起，为第一引出端；第二晶闸管T2的阳极、第四晶闸管T4的阳极、直流偏压电源Eb的正极、第六晶闸管T6的阴极接在一起；直流限流电抗器L1的另一端与直流偏压电源Eb的负极连在一起；第三晶闸管T3的阳极、第四晶闸管T4的阴极、并联电感L2的另一端和第六晶闸管T6的阳极接在一起，为第二引出端。使用时，将所述限流器通过两个引出端子串联在电力线路的断路器和负载之间。

本实用新型应用于交流电压供电系统，既能限制短路故障初期的短路电流上升率，也能限制短路故障发生后短路电流的稳态值，而且，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型一种短路故障限流器电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本短路故障限流器，包括由第一晶闸管T1、第二晶闸管T2、第三晶闸管T3、第四晶闸管T4、第五晶闸管T5、第六晶闸管T6组成的桥路、直流限流电抗器L1、并联电感L2和直流偏压电源Eb；第一晶闸管T1的阴极、第五晶闸管T5的阳极、直流限流电抗器L1的一端和第三晶闸管T3的阴极接在一起；第一晶闸管T1的阳极、第五晶闸管T5的阴极、并联电感L2的一端和第二晶闸管T2的阴极接在一起，为第一引出端；第二晶闸管T2的阳极、第四晶闸管T4的阳极、直流偏压电源Eb的正极、第六晶闸管T6的阴极接在一起；直流限流电抗器L1的另一端与直流偏压电源Eb的负极连在一起；第三晶闸管T3的阳极、第四晶闸管T4的阴极、并联电感L2的另一端和第六晶闸管T6的阳极接在一起，为第二引出端。使用时，将所述限流器通过两个引出端子串联在电力线路的断路器和负载之间。

直流限流电抗器L1可以为超导型的，也可以为常规型的，超导型电抗器更适用于本实用新型。根据经济性要求，并联电感L2最好采用常规型的电感。

采用六只晶闸管组成的双向和单向可控电子开关，组成一个桥路，桥路的交流端并联一个电感，在电力系统正常的情况下，给第一晶闸管T1～第二晶闸管T4加常通控制信号，桥路工作于不控整流状态，由于直流电感承受直流电压，其两端电压接近于零，并联电感两端电压也接近零。当短路故障发生在正半周时，立即封锁第二晶闸管T2、第三晶闸管T3的控制脉冲，给第一晶闸管T1、第四晶闸管T4、第五晶闸管T5、第六晶闸管T6加常通控制信号，则桥路工作于两个双向开关状态，并联电感(旁路电感)L2和直流限流电抗器(直流电感)L1等效并联后，串入交流供电系统，以限制短路电流的稳态值；当短路故障发生在负半周时，控制第一晶闸管T1～第四晶闸管T4组成的桥路在紧接着的正半周工作于有源逆变状态，在该正半周结束后，立即封锁第二晶闸管T2、第三晶闸管T3管的控制脉冲，给第一晶闸管T1、第四晶闸管T4、第五晶闸管T5、第六晶闸管T6加常通控制信号，则控制桥路工作于两个双向开关状态，将直流电感和旁路电感并联起来，承担短路电流。

Claims (1)

1.一种短路故障限流器，包括由第一晶闸管(T1)、第二晶闸管(T2)、第三晶闸管(T3)、第四晶闸管(T4)、第五晶闸管(T5)、第六晶闸管(T6)组成的桥路、直流限流电抗器(L1)、并联电感(L2)和直流偏压电源(Eb)；其特征是：第一晶闸管(T1)的阴极、第五晶闸管(T5)的阳极、直流限流电抗器(L1)的一端和第三晶闸管(T3)的阴极接在一起；第一晶闸管(T1)的阳极、第五晶闸管(T5)的阴极、并联电感(L2)的一端和第二晶闸管(T2)的阴极接在一起，为第一引出端；第二晶闸管(T2)的阳极、第四晶闸管(T4)的阳极、直流偏压电源(Eb)的正极、第六晶闸管(T6)的阴极接在一起；直流限流电抗器(L1)的另一端与直流偏压电源(Eb)的负极连在一起；第三晶闸管(T3)的阳极、第四晶闸管(T4)的阴极、并联电感(L2)的另一端和第六晶闸管(T6)的阳极接在一起，为第二引出端。

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