CN202550511U - 一种用于变电站线路出线的fcl装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于变电站线路出线的FCL装置，包括一位于变电所母线出线侧的限流电抗器，限流电抗器串联一电容器组，限流电抗器的两端并联一防止限流电抗器过压的金属氧化物避雷器。电容器组包括至少四个电容器，至少四个电容器中的两个电容器串联后与另两个串联连接的电容器并联。由于采用上述技术方案，本实用新型可避免对电网主网架的改变，有效抑制电网短路电流，降低和避免由于短路电流超标引起的电网结构调整、设备更换带来的投资成本，实现正确响应、快速抑制故障电流升高。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种保护装置。
背景技术
近年来，随着我国用电负荷的持续增长，装机容量剧增，电网结构不断加强，部分负荷中心电网短路电流超标问题日益严重，危及电网运行的安全性和稳定性，已经成为大电网安全稳定运行所关注的主要问题之一。目前，短路电流超标问题在华东电网尤为突出。
早在上世纪70年代，EPRI提出了故障电流限制器(Fault Current Limiter简称FCL)的概念。FCL装置为解决目前华东电网短路电流超标问题带来了新的思路。然而目前的FCL装置在实现正确响应，快速抑制故障电流升高方面的目标还有差距。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于变电站线路出线的FCL装置，以解决上述技术问题。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种用于变电站线路出线的FCL装置，包括一位于变电所母线出线侧的限流电抗器，其特征在于，所述限流电抗器串联一电容器组，所述限流电抗器的两端并联一防止限流电抗器过压的金属氧化物避雷器。所述电容器组包括至少四个电容器，至少四个电容器中的两个电容器串联后与另两个串联连接的电容器并联。
金属氧化物避雷器起到保护限流电抗器的作用，如在雷电波入侵或操作过程中在限流电抗器两端产生过电压时。
所述限流电抗器的两端还并联一电容器。对限流电抗器形成一个旁路放电回路。
还包括第一隔离开关，所述限流电抗器通过所述第一隔离开关连接变电所母线的出线侧。所述第一隔离开关的一端与变电所母线的出线侧连接，所述第一隔离开关的另一端上连接一接地开关。
还包括第二隔离开关，所述电容器组通过一节点连接所述第二隔离开关的一端，所述节点处连接另一接地开关。
所述电容器组的两端并联至少两个金属氧化物限压器。
还包括复数个电流互感器，复数个电流互感器串联在电路中，复数个电流互感器的信号输出端连接主控制计算机。主控制计算机判断被测电流是否超过设定值或电流上升速率大于设定值。主控制计算机设有控制信号输出端口。
还包括一阻尼回路，所述阻尼回路和一旁路断路器(BCB)串联后并联在所述电容器组的两端。正常运行时，旁路断路器分闸。
所述旁路断路器的两端还并联有一晶闸管，所述晶闸管采用复数个两两反并联的晶闸管阀组件串联而成的晶闸管，晶闸管阀组件采用正反两个反并联的晶闸管阀元件组成。保证在电流正向及反向情况下都能提供导通通道。所述晶闸管设有一控制信号输入端，控制信号输入端连接主控制计算机的控制信号输出端口。
所述晶闸管的两端还并联有火花间隙装置(GAP)，所述火花间隙装置采用至少两个间隙串联而成的火花间隙装置，至少两个间隙的其中一个间隙采用可控间隙，另一个间隙采用不可控间隙；可控间隙设有一控制信号输入端，控制信号输入端连接主控制计算机的控制信号输出端口。
还包括一旁路刀闸，所述旁路刀闸与依次连接的所述第一隔离开关、所述限流电抗器、所述电容器组、所述第二隔离开关并联。
所述火花间隙装置击穿要求两端有一定电压，因此如果所述晶闸管导通(或所述旁路断路器合上)，所述电容器组两端电压降低，则所述火花间隙装置不会动作。本实用新型通过主控制计算机发送控制信号，经过一个脉冲变压器主动将可控间隙击穿，使得整个所述火花间隙装置击穿电压下降，带动主间隙击穿，完成整个所述火花间隙装置可控击穿的功能。所述火花间隙装置作为所述晶闸管的后备保护设备。
正常运行时，所述限流电抗器和所述电容器组形成串联谐振，对外部系统运行没有影响。所述旁路断路器分闸。所述晶闸管和所述火花间隙装置处于关断状态，所述限流电抗器与所述电容器组发生串联谐振，等效工频阻抗接近于零。对系统的潮流分布没有影响，当流过谐振回路的电流超过设定值(线路过电流保护动作)，或电流超过一定值且电流上升速率大于设定值时(线路电流斜率保护动作)，主控制计算机判断为系统发生故障，发出命令触发所述晶闸管导通，同时发出命令触发火花间隙装置以及合上所述旁路断路器。其后果即是将所述电容器组短路，FCL对外呈现纯电抗特性，起到限制电流的作用。
有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型可避免对电网主网架的改变，有效抑制电网短路电流，降低和避免由于短路电流超标引起的电网结构调整、设备更换带来的投资成本，实现正确响应、快速抑制故障电流升高。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
参照图1，一种用于变电站线路出线的FCL装置，包括一位于变电所母线出线侧的限流电抗器1，限流电抗器1串联一电容器组2，限流电抗器1的两端并联一防止限流电抗器过压的金属氧化物避雷器5。金属氧化物避雷器5起到保护限流电抗器的作用，如在雷电波入侵或操作过程中在限流电抗器两端产生过电压时。限流电抗器1的两端还并联一电容器14。对限流电抗器形成一个旁路放电回路。
还包括第一隔离开关3，第二隔离开关8，限流电抗器1通过第一隔离开关3连接变电所母线的出线侧。第一隔离开关3的一端与变电所母线的出线侧连接，第一隔离开关3的另一端上连接一接地开关4。
电容器组2包括至少四个电容器，至少四个电容器中的两个电容器串联后与另两个串联连接的电容器并联。电容器组2通过一节点连接第二隔离开关8的一端，所述节点处连接另一接地开关12。
还包括一旁路刀闸6，旁路刀闸6与依次连接的第一隔离开关3、限流电抗器1、电容器组2、第二隔离开关8并联。
电容器组2的两端并联至少两个金属氧化物限压器15。
还包括复数个电流互感器，复数个电流互感器串联在电路中，复数个电流互感器的信号输出端连接主控制计算机。主控制计算机判断被测电流是否超过设定值或电流上升速率大于设定值。主控制计算机设有控制信号输出端口。
还包括一阻尼回路13，阻尼回路13和一旁路断路器(BCB)11串联后并联在电容器组2的两端。正常运行时，旁路断路器11分闸。
旁路断路器11的两端还并联有一晶闸管7，晶闸管7采用复数个两两反并联的晶闸管阀组件串联而成的晶闸管，晶闸管阀组件采用正反两个反并联的晶闸管阀元件组成。保证在电流正向及反向情况下都能提供导通通道。晶闸管7设有一控制信号输入端，控制信号输入端连接主控制计算机的控制信号输出端口。
晶闸管7的两端还并联有火花间隙(GAP)装置9，火花间隙装置9采用至少两个间隙串联而成的火花间隙装置9，一间隙采用可控间隙，另一个间隙采用不可控间隙。可控间隙设有一控制信号输入端，控制信号输入端连接主控制计算机的控制信号输出端口。
火花间隙装置9击穿要求两端有一定电压，因此如果晶闸管7导通(或旁路断路器11合上)，电容器组2两端电压降低，则火花间隙装置9不会动作。本实用新型通过主控制计算机发送控制信号，经过一个脉冲变压器主动将可控间隙击穿，使得整个火花间隙装置9击穿电压下降，带动主间隙击穿，完成整个火花间隙装置9可控击穿的功能。火花间隙装置9作为晶闸管7的后备保护设备。
晶闸管阀组件导通时间小于1.5毫秒，火花间隙9时间略长，在2毫秒左右，旁路断路器11时间小于30毫秒。其时间配合是：一般情况下要求晶闸管7首先动作，其动作速度快，但是不能长时间承受大电流，晶闸管7触发后30毫秒内旁路断路器11合上，电流从旁路断路器11被旁路。
阻尼回路13防止在电容器组2旁路过程中向晶闸管7或火花间歇9释放瞬时大电流而损坏设备。
正常运行时，限流电抗器1和电容器组2形成串联谐振，对系统运行没有影响。旁路断路器11分闸。晶闸管7和火花间隙装置9处于关断状态，限流电抗器1与电容器组2发生串联谐振，等效工频阻抗接近于零。对系统的潮流分布没有影响，当流过谐振回路的电流超过设定值(线路过电流保护动作)，或电流超过一定值且电流上升速率大于设定值时(线路电流斜率保护动作)，主控制计算机判断为系统发生故障，发出命令触发晶闸管7导通，同时发出命令触发火花间隙装置9以及合上旁路断路器11。其后果即是将电容器组2短路，FCL对外呈现纯电抗特性，起到限制电流的作用。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种用于变电站线路出线的FCL装置，包括一位于变电所母线出线侧的限流电抗器，其特征在于，所述限流电抗器串联一电容器组，所述限流电抗器的两端并联一防止限流电抗器过压的金属氧化物避雷器；
所述电容器组包括至少四个电容器，至少四个电容器中的两个电容器串联后与另两个串联连接的电容器并联；
所述电容器组的两端并联至少两个金属氧化物限压器。
2.根据权利要求1所述的一种用于变电站线路出线的FCL装置，其特征在于，还包括第一隔离开关，所述限流电抗器通过所述第一隔离开关连接变电所母线的出线侧；所述第一隔离开关的一端与变电所母线的出线侧连接，所述第一隔离开关的另一端上连接一接地开关。
3.根据权利要求2所述的一种用于变电站线路出线的FCL装置，其特征在于，还包括第二隔离开关，所述电容器组通过一节点连接所述第二隔离开关的一端，所述节点处连接另一接地开关。
4.根据权利要求3所述的一种用于变电站线路出线的FCL装置，其特征在于，还包括一旁路刀闸，所述旁路刀闸与依次连接的所述第一隔离开关、所述限流电抗器、所述电容器组、所述第二隔离开关并联。
5.根据权利要求4所述的一种用于变电站线路出线的FCL装置，其特征在于，还包括复数个电流互感器，复数个电流互感器串联在电路中，复数个电流互感器的信号输出端连接主控制计算机；主控制计算机设有控制信号输出端口。
6.根据权利要求5所述的一种用于变电站线路出线的FCL装置，其特征在于，还包括一阻尼回路，所述阻尼回路和一旁路断路器串联后并联在所述电容器组的两端。
7.根据权利要求6所述的一种用于变电站线路出线的FCL装置，其特征在于，所述旁路断路器的两端还并联有一晶闸管，所述晶闸管采用复数个两两反并联的晶闸管阀组件串联而成的晶闸管，所述晶闸管阀组件采用正反两个反并联的晶闸管阀元件组成；所述晶闸管设有一控制信号输入端，控制信号输入端连接主控制计算机的控制信号输出端口。
8.根据权利要求7所述的一种用于变电站线路出线的FCL装置，其特征在于，所述晶闸管的两端还并联有火花间隙装置，所述火花间隙装置采用至少两个间隙串联而成的火花间隙装置，至少两个间隙的其中一个间隙采用可控间隙，另一个间隙采用不可控间隙；可控间隙设有一控制信号输入端，控制信号输入端连接主控制计算机的控制信号输出端口。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103036222A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-10 | 上海市电力公司 | 一种fcl装置控制保护系统的控制策略优化方法 |
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2012
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