CN206332444U - 一种lc串联谐振限流装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LC串联谐振限流装置，包括谐振电容器C及与谐振电容器C串联的放电阻尼器RL,所述放电阻尼器RL的进线端经隔离刀闸G1与配电柜的进线端相连，谐振电容器C的出线端依次经限流电抗器L、隔离刀闸G2与配电柜的出线端相连，隔离刀闸G3的一端与隔离刀闸G1的进线端相连，隔离刀闸G3的另一端与隔离刀闸G2的出线端相连，所述谐振电容器C与放电阻尼器RL的两端并联有智能保护系统。本实用新型线路安全可靠，动作快速灵敏，在短路发生200us内投入限流电抗器L，能有效限制短路电流的强度，大大减小短路电流对电气设备的冲击，提高供电的可靠性和安全性，同时避免了因停电检修带来经济损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统配电设备限流技术领域，具体涉及一种LC串联谐振限流装置。
背景技术
随着经济的发展及电负荷的急剧增长，电网容量的增大，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。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种LC串联谐振限流装置，安全可靠，动作快速灵敏，能有效限制短路电流的强度，大大减小短路电流对电气设备的冲击，提高了系统的稳定性、可靠性和安全性，同时避免了因停电检修带来经济损失。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种LC串联谐振限流装置，包括谐振电容器C及与谐振电容器C串联的放电阻尼器RL，所述放电阻尼器RL的进线端经隔离刀闸G1与与配电柜的进线端相连，谐振电容器C的出线端依次经限流电抗器L、隔离刀闸G2与配电柜的出线端相连，隔离刀闸G3的一端与隔离刀闸G1的进线端相连，隔离刀闸G3的另一端与隔离刀闸G2的出线端相连，所述谐振电容器C与放电阻尼器RL的两端并联有用于保护谐振电容器C，防止谐振电容器C因过压而损坏的智能保护系统。
所述智能保护系统包括双向可控硅SCR，所述双向可控硅SCR的输入端与放电阻尼器RL的进线端相连，其输出端与谐振电容器C的出线端相连。
所述智能保护系统包括高速涡流开关K0，所述高速涡流开关K0的一端与放电阻尼器RL的进线端相连，其另一端与谐振电容器C的出线端相连。
所述限流阻尼器RL由电感L和电阻R相并联组成，所述限流阻尼器RL的进线端与隔离刀闸G1的出线端相连，其出线端与谐振电容器C的进线端相连。
所述高速涡流开关K0为真空灭弧式断路器。
由上述技术方案可知，本实用新型电路结构安全可靠，动作快速灵敏，相对于直接在回路中串接限流电抗器有很大的有益效果，其一，负载回路中串接的限流电抗器L与该谐振电容器C相串联，限流电抗器L与谐振电容器C构成串联谐振，使限流电抗器L消耗的无功损耗完全由谐振电容器C提供，不会给用户造成任何的经济负担，在实现额定运行状态下，实现限流电抗器L零损耗的经济目的。其二，限流电抗器L与谐振电容器C构成串联谐振，使得在正常供电运行状态下，无论负载如何变化，对工频来说限流电抗器L与谐振电容器C构成串联谐振，使用户负载端电压等于母线电压。其三，当电力系统发生短路故障时，联在谐振电容器C两端的双向可控硅SCR检测到谐振电容器C两端电压超过谐振电容器C正常运行电压，双向可控硅SCR在200us以内导通，从而短接谐振电容器C，快速投入限流电抗器L限制短路电流的强度，装置中控制器通过快速算法判断出短路故障，立即向高速涡流开关K0发出合闸命令，高速涡流开关K0能在2毫秒以内迅速合闸。通过双向可控硅SCR和高速涡流开关K0实现对谐振电容器C的双重保护，在避免谐振电容C因过压损坏的同时，确保限流电抗器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，以及维持母线电压，避免短路故障的进一步扩大。其四，限流阻尼器RL针对线路出现大电流时，谐振电容器C被短接后，释放谐振电容器C内的电能，确保谐振电容器C能长期有效的安全运行。其五，通过隔离刀闸G1、G2、G3实现不停电检修，减小日常检修和故障检修的停电范围，大大提高供电的可靠性和安全性，同时避免了因停电检修带来经济损失。
附图说明
图1是本实用新型的电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
如图1所示，本实施例的LC串联谐振限流装置，包括谐振电容器C及与谐振电容器C串联的放电阻尼器RL，该谐振电容器C，用于限流电抗器L构成串联谐振，实现限流电抗器L正常运行时零损耗。限流电抗器L用于限制电路中的短路电流的强度，大大减小短路电流对电气设备的冲击。放电阻尼器RL的进线端经隔离刀闸G1与与配电柜的进线端相连，谐振电容器C的出线端依次经限流电抗器L、隔离刀闸G2与配电柜的出线端相连，隔离刀闸G3的一端与隔离刀闸G1的进线端相连，隔离刀闸G3的另一端与隔离刀闸G2的出线端相连，谐振电容器C与放电阻尼器RL的两端并联有用于保护谐振电容器C，防止谐振电容器C因过压而损坏的智能保护系统。
本实施例的智能保护系统包括双向可控硅SCR，双向可控硅SCR的输入端与放电阻尼器RL的进线端相连，其输出端与谐振电容器C的出线端相连。智能保护系统包括真空灭弧式断路器K0，真空灭弧式断路器K0的一端与放电阻尼器RL的进线端相连，其另一端与谐振电容器C的出线端相连。
本实施例的限流阻尼器RL由电感L和电阻R相并联组成，限流阻尼器RL的进线端与隔离刀闸G1的出线端相连，其出线端与谐振电容器C的进线端相连，该限流阻尼器RL用于谐振电容器C短接保护后释放其电能。隔离刀闸G1、G2、G3与安装在配电柜中的操作机构相连接，通过人工控制其开断，该隔离刀闸G1、G2、G3实现停电检修或更换装置内元器件，大大提高供电的可靠性和安全性，同时避免了因停电检修带来经济损失。
工作原理如下：正常运行时，负载回路中串接的限流电抗器L与该谐振电容器C构成串联谐振，使限流电抗器L消耗的无功损耗完全由谐振电容器C提供，不会给用户造成任何的经济负担，实现限流电抗器L零损耗的经济目的。限流电抗器L与谐振电容器C构成串联谐振，使得在正常供电运行状态下，无论负载如何变化，对工频来说限流电抗器L与谐振电容器C构成串联谐振，使用户负载端电压等于母线电压。
当发生短路故障时，谐振电容器C的端电压超过可双向控硅SCR导通电压时，该双向可控硅SCR在200us内把谐振电容器C短接，在防止谐振电容器C因过压而损坏，同时保证限流电抗器L能够足够快的串接回路中限制短路电流的强度，装置中控制器通过快速算法判断出短路故障，立即向高速涡流开关K0发出合闸命令，高速涡流开关K0能在2毫秒以内迅速合闸；当谐振电容器C被保护后，限流阻尼器RL立即对谐振电容器C放电，释放谐振电容器C内的电能；当双向可控硅SCR通过的电流小于续流电流时，双向可控硅SCR立即断开，此时高速涡流开关K0处于合闸状态，该谐振电容器C由高速涡流开关K0保护；当短路故障切除后，线路电流返回正常值时，控制器发出分闸命令，高速涡流开关分闸C，使谐振电容器C投入线路运行，与限流电抗器L构成串联谐振，在既保证用户端电压的同时，又可以实现限流电抗器的零损耗。过隔离刀闸实现不停电检修，减小日常检修和故障检修的停电范围，大大提高供电的可靠性和安全性，同时避免了因停电检修带来经济损失。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种LC串联谐振限流装置，其特征在于：包括谐振电容器C及与谐振电容器C串联的放电阻尼器RL,所述放电阻尼器RL的进线端经隔离刀闸G1与与配电柜的进线端相连，谐振电容器C的出线端依次经限流电抗器L、隔离刀闸G2与配电柜的出线端相连，隔离刀闸G3的一端与隔离刀闸G1的进线端相连，隔离刀闸G3的另一端与隔离刀闸G2的出线端相连，所述谐振电容器C与放电阻尼器RL的两端并联有用于保护谐振电容器C，防止谐振电容器C因过压而损坏的智能保护系统。
2.根据权利要求1所述的LC串联谐振限流装置，其特征在于：所述智能保护系统包括双向可控硅SCR，所述双向可控硅SCR的输入端与放电阻尼器RL的进线端相连，其输出端与谐振电容器C的出线端相连。
3.根据权利要求1所述的LC串联谐振限流装置，其特征在于：所述智能保护系统包括高速涡流开关K0，所述高速涡流开关K0的一端与放电阻尼器RL的进线端相连，其另一端与谐振电容器C的出线端相连。
4.根据权利要求1所述的LC串联谐振限流装置，其特征在于：所述限流阻尼器RL由电感L和电阻R相并联组成，所述限流阻尼器RL的进线端与隔离刀闸G1的出线端相连，其出线端与谐振电容器C的进线端相连。
5.根据权利要求3所述的LC串联谐振限流装置，其特征在于：所述高速涡流开关K0为真空灭弧式断路器。
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