CN202455056U - 一种抑制电力系统短路故障的限流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抑制电力系统短路故障的限流装置，包括主电路、控制电路和直流电源，所述主电路由断路器K与电抗器L并联构成；所述控制电路包括温度传感器、电压互感器和电流互感器，三者的输出端经A/D转换器与DSP主芯片的输入端连接，所述DSP主芯片的输出端经驱动电路与所述主电路连接，控制断路器K动作。本限流装置性能稳定可靠、零损耗、节能减排，并有效保护短路时电流对变压器和线路开关的冲击，提高电力系统运行的稳定性，保护了电力系统及电气设备的性能。

Description

一种抑制电力系统短路故障的限流装置

技术领域

本实用新型属于电工技术领域，具体涉及一种抑制电力系统短路故障电流的限流装置。

背景技术

短路故障是供电系统中最常见、危害最严重的故障之一，主要是电气设备载流部分的绝缘因自然老化、质量低劣、受外力损伤等损坏或人为原因等造成。电气设备出现短路故障，则会使短路电路中的元件受到损坏, 影响电气设备的正常运行；还会造成停电，给生产造成经济损失与生活上的不便，甚至可能引发火灾事故。严重的短路会影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统瘫痪；不对称短路电流会产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，有可能引发误动作。

针对这种现状，国内外都在致力于研究抑制电力系统短路故障电流的限流装置，其中短路故障限流器运用的比较多，限流器可以抑制系统对短路故障点的短路能量倒灌，减少变压器的伤害程度；还可以限制变压器对该短路故障点的短路能量释放，减少对变压器的冲击和伤害，同时降低了断路器的开断容量。但由于限流器串在线路里，平时通过的是额定电流，而限流器的阻抗选小了限流效果不明显、阻抗选大了远端电压过低，造成负荷端设备因电压过低超标而无法运行，同时产生巨大的损耗。所以限流器的使用效果不好，使有些迫切需要限流的场合不得不放弃限流的想法。

实用新型内容

本实用新型就是要解决上述不足，提供一种性能稳定可靠、零损耗的抑制电力系统短路故障电流的限流装置，有效保护短路时电流对变压器和线路开关的冲击，提高电力系统运行的稳定性。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种抑制电力系统短路故障的限流装置，包括主电路、控制电路和直流电源，所述主电路由断路器K与电抗器L并联构成；所述控制电路包括温度传感器、电压互感器和电流互感器，三者的输出端经A/D转换器与DSP主芯片的输入端连接，所述DSP主芯片的输出端经驱动电路与所述主电路连接，控制断路器K动作。

所述温度传感器和A/D转换器还直接与驱动电路交互连接。

所述DSP主芯片还与单片机交互连接，所述单片机连接有键盘和显示屏。

所述断路器为采用高速涡流驱动机构的快速真空断路器。

所述电抗器为干式空心限流电抗器，其支撑体为非金属材料制成。

本实用新型主电路、控制电路串接到电力系统中，用于判断电力系统是否发生短路，并对发生短路故障的电力系统进行保护。主要是DSP主芯片根据电力系统电流的变化来判断电力系统是否发生短路，如发生短路，驱动电路控制断路器K断开，系统电路中电流将通过电抗器，电抗器对电路中电流进行限流，保护了电力系统及电气设备的性能。其中由于电抗器为干式空心限流电抗器，在额定电流情况下阻抗为零，短路电流出现时，阻抗能迅速增大，将短路电流峰值抑制到50~80%，当线路开关重合闸后短路故障消失，该电抗器的阻抗能迅速恢复为零；反之继续保持大阻抗状态。快速智能真空断路器在运行时处在闭合状态，主要承载线路的负荷电流，因此损耗可视为零；当短路发生时，断路器断开，电流通过电抗器，减小对变压器的冲击，同时给线路开关的开断容量提升富裕度，减轻线路开关的开断负担，提高可靠性和使用寿命。

本实用新型有益效果：构造简单实用、性能稳定可靠，并实现了零损耗正常运行，节能减排。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型控制电路的电路原理框图；

图2是本实用新型主电路单相结构图。

图中：1-快速真空断路器，2-IGBT驱动电路，3-DSP主芯片，4- A/D转换器，5-单片机，6-温度互感器，7-1－电流互感器，7-2-电压互感器， 8-电气设备，9-电力系统，10键盘，11-显示屏。

具体实施方式

如图1所示的本实用新型控制电路的电路原理框图，与电气设备8连接的温度传感器6、与电力系统9连接的电压互感器7-2、电流互感器7-1的输出端经A/D转换器4与DSP主芯片3的输入端连接，DSP主芯片3由直流电源供电。DSP主芯片3的输出端经IGBT驱动电路2与主电路连接，控制快速真空断路器1的动作；温度传感器6和A/D转换器4还直接与IGBT驱动电路2交互连接，DSP主芯片3与单片机5交互连接，单片机5连接有键盘10和显示屏11。

如图2所示的本实用新型主电路单相结构图，主电路由断路器K与电抗器L并联构成串接在电力系统中，当电力系统电路正常时，断路器K闭合，电流流过K；当电力系统电路发生短路时，断路器K则断开，电流流过电抗器L，起限流作用。

其中断路器K为采用高速涡流驱动机构的快速真空断路器；电抗器L为干式空心限流电抗器，其支撑体为非金属材料制成。

本实用新型主电路、控制电路串接到电力系统中，用于判断电力系统是否发生短路，并对发生短路故障的电力系统进行保护。

本实用新型控制电路中电压互感器和电流互感器分别与电力系统连接，检测电压、电流，温度传感器与电气设备连接，检测电气设备的运行温度，然后通过A/D转换器将电压、电流与温度等相关信息传送到DSP主芯片进行计算、判定，DSP主芯片的输出端经驱动电路与由断路器K与电抗器L并联构成的主电路连接。检测到的电压、温度的变化，将反映到单片机上对电气设备的运行状态进行监视；通过检测电流用来判断系统电路是否发生短路。如发生短路，驱动电路控制断路器K断开，系统电路中电流将通过电抗器，电抗器对电路中电流进行限流，保护了电力系统及电气设备的性能。而与DSP主芯片交互连接的单片机通过键盘将理论计算的电力系统短路电流数值输入，为DSP主芯片判断电力系统是否发生短路提供判断依据。

本装置对电路的损耗微乎其微，节能减排；并减小对变压器的冲击，同时给线路开关的开断容量提升富裕度，减轻线路开关的开断负担，提高开关的可靠性和使用寿命，保护了电力系统及电气设备的性能。

以上实施例并非仅限于本实用新型的保护范围，所有基于本实用新型的基本思想而进行修改或变动的都属于本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种抑制电力系统短路故障的限流装置，包括主电路、控制电路和直流电源，其特征在于：所述主电路由断路器K与电抗器L并联构成；所述控制电路包括温度传感器、电压互感器和电流互感器，三者的输出端经A/D转换器与DSP主芯片的输入端连接，所述DSP主芯片的输出端经驱动电路与所述主电路连接，控制断路器K动作。

2.根据权利要求1所述的抑制电力系统短路故障的限流装置，其特征在于：所述温度传感器和A/D转换器还直接与驱动电路交互连接。

3.根据权利要求1所述的抑制电力系统短路故障的限流装置，其特征在于：所述DSP主芯片还与单片机交互连接，所述单片机连接有键盘和显示屏。

4.根据权利要求1所述的抑制电力系统短路故障的限流装置，其特征在于：所述断路器为采用高速涡流驱动机构的快速真空断路器。

5.根据权利要求1所述的抑制电力系统短路故障的限流装置，其特征在于：所述电抗器为干式空心限流电抗器，其支撑体为非金属材料制成。

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