CN207251171U - 一种交流电网中短路电流的抑制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种交流电网中短路电流的抑制系统，涉及电力系统技术领域，旨在将变电站的短路电流控制在合理的范围内。该系统包括：一座包含至少三条输电线路的变电站，每条输电线路的一端通过断路器与变电站母线相连，另一端连接其他变电站；通过断路器的分闸或者合闸实现输电线路投运或者退出，系统还包括：限流模块，限流模块串联在与其他变电站连接的输电线路中；其中：限流模块用于限制变电站各分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站总体短路电流，并协助变电站断路器开断的目的。

Description

一种交流电网中短路电流的抑制系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种交流电网中短路电流的抑制系统。

背景技术

电力系统在运行中，相与相之间或相与地之间发生非正常连接时流过的电流通常称为短路电流。该短路电流包括三相短路电流、两相短路电流以及单相短路电流，其值可远远大于额定电流。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。短路电流对电网设备造成巨大冲击，可能会导致设备损坏。另外，由于现有断路器短路电流遮断容量有限，过大的短路电流将超过断路器开断能力，故障将无法切除，会对电力系统造成巨大影响。

为了解决上述的短路电流超标的问题，可将电网中断路器更换为更大容量的开关，以满足开关遮断容量的要求，也可以通过限流装置抑制交流电网中短路电流，使得该短路电流保持在合理的范围内。

因此，提供一种有效的抑制交流电网中短路电流的方法，是目前亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种交流电网中短路电流的抑制系统，旨在将交流电网中的短路电流控制在合理的范围内。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种交流电网中短路电流的抑制系统，所述系统包括：一座包含至少三条输电线路的变电站，每条输电线路的一端通过断路器与变电站母线相连，另一端连接其他变电站；通过所述断路器的分闸或者合闸实现所述输电线路投运或者退出，所述系统还包括：限流模块，所述限流模块串联在与其他变电站连接的输电线路中；其中：

所述限流模块用于限制变电站各分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站总体短路电流，并协助变电站断路器开断的目的。

优选的，所述限流模块的个数为多个，所述多个限流模块互相串联连接在与其他变电站连接的输电线路中。

进一步优选的，所述限流模块包括：快速开关和电抗器，所述快速开关和所述电抗器并联连接。

进一步优选的，所述系统还包括：测控单元，所述测控单元与所述限流模块中的快速开关连接，用于控制所述快速开关的闭合或断开；

当所述变电站母线、所述限流模块到变电站母线或者限流模块侧的输电线路发生短路故障时，所有输电线路的短路电流均由输电线路流向故障点，所述故障点短路电流为各个分支输电线路电流之和，其中：

所述测控单元，用于控制每条输电线路上的限流模块中的快速开关断开来限制该分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站的短路电流的目的。

可选的，所述测控单元还用于：

当所述变电站中的短路电流值小于第一阈值时，所述测控单元用于控制限流模块中的快速开关闭合或不动作；

当所述变电站中的短路电流值大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，所述测控单元用于控制限流模块中的快速开关断开；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

本实用新型实施例提供的交流电网中短路电流的抑制系统，该系统包括：一座包含至少三条输电线路的变电站，每条输电线路的一端通过断路器与变电站母线相连，另一端连接其他变电站；通过断路器的分闸或者合闸实现输电线路投运或者退出，系统还包括：限流模块，限流模块串联在与其他变电站连接的输电线路中；其中：限流模块用于限制变电站各分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站总体短路电流，并协助变电站断路器开断的目的。

相比于现有技术，本方案中通过在变电站的输电线路中增加限流模块，这样变电站的输电线路中出现短路时，通过该限流模块能够抑制短路电流的大小，从而使得变电站的短路电流保持在合理的范围内，避免了由于短路电流过大影响电力系统的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种交流电网中短路电流的抑制系统的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种交流电网中短路电流的抑制系统中限流模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种交流电网中短路电流的抑制方法的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种交流电网中短路电流的抑制系统，该系统包括：一座包含至少三条输电线路的变电站，每条输电线路的一端通过断路器与变电站母线相连，另一端连接其他变电站；通过断路器的分闸或者合闸实现输电线路投运或者退出，系统还包括：限流模块，限流模块串联在与其他变电站连接的输电线路中；其中：

限流模块用于限制变电站各分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站总体短路电流，并协助变电站断路器开断的目的。

优选的，上述的限流模块的个数可以为多个，多个限流模块互相串联连接在与其他变电站连接的输电线路中。

示例性的，通过上述的串联多个限流模块能够实现限流阻抗的任意配置。该多个模块串联能够实现限流阻抗的叠加，从而实现多个深度的限流控制。

优选的，上述的限流模块包括：快速开关和电抗器，快速开关和电抗器并联连接。

示例性的，上述的限流模块为由快速开关与限流电抗器并联组成。通过快速开关的断开或者闭合来实现限流电抗器的投入或者退出。

示例性的，上述的快速开关必须具有足够的响应速度，一般应小于 15ms，以确保在断路器断开之前实现短路电流的限制。

由于各个分支路的短路电流均较小，一旦电网系统运行方式确定就不会出现大的变化。通过选取合适的限流阻抗，限流模块的电压水平就可以控制在较低的水平。因此，限流模块的制作难度可以大大降低，现有的成熟器件就可以满足应用要求。

优选的，上述的系统还包括：测控单元，测控单元与限流模块中的快速开关连接；当变电站母线、限流模块到变电站母线或者限流模块侧的输电线路发生短路故障时，所有输电线路的短路电流均由输电线路流向故障点，故障点短路电流为各个分支输电线路电流之和，其中：

测控单元，用于控制每条输电线路上的限流模块中的快速开关来限制该分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站的短路电流的目的。

上述的故障点短路电流为各个分支路电流之和，通过限制住各分支路上的短路电流，也就限制住了变电站的短路电流。

需要说明的是，上述的限流模块侧的输电线路发生短路故障包括限流模块与断路器连接的输电线路上发生短路以及限流模块与其他变电站连接的输电线路上发生短路。

下面将结合上述的内容给出一种交流电网中短路电流的抑制系统，如图1所示，该系统包括：一座包含八条输电线路的变电站(图中用线条框出的部分)，每条输电线路的一端通过断路器(图1中带有数字的方框为断路器，该图中共有1-12个断路器)与变电站母线相连，另一端连接其他变电站(例如AC1或AC2等)；通过断路器的分闸或者合闸实现输电线路投运或者退出，该系统还包括：八条输电线路中的每条线路上都设置有限流模块，限流模块串联在与其他变电站连接的输电线路中。若这里的其他变电站以AC1为例，则限流模块设置在输电线路与AC1连接的线路上。其中：

限流模块用于限制变电站各分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站总体短路电流，并协助变电站断路器开断的目的。

如图2所示为本实用新型实施例提供的限流模块的示意图，参照图 2，该限流模块包括快速开关和限流电抗器，其中：该快速开关和限流电抗器并联连接，该快速开关还连接测控单元，该测控单元另一端还连接电流互感器，该电流互感器用于测量电流的大小，将测量到的电流大小传输到测控单元中，由测控单元最终发出控制信号。

可选的，上述的测控单元还用于：

当变电站中的短路电流值小于第一阈值时，测控单元用于控制限流模块中的快速开关闭合或不动作。

当变电站中的短路电流值大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，测控单元用于控制限流模块中的快速开关断开。

其中，第二阈值大于第一阈值。

示例性的，上述的短路电流处于第一阈值和第二阈值间时，则说明系统中发生了短路故障，上述的短路电流小于第一阈值时，则说明系统正常运行。

本实用新型实施例提供的交流电网中短路电流的抑制系统，该系统包括：一座包含至少三条输电线路的变电站，每条输电线路的一端通过断路器与变电站母线相连，另一端连接其他变电站；通过断路器的分闸或者合闸实现输电线路投运或者退出，系统还包括：限流模块，限流模块串联在与其他变电站连接的输电线路中；其中：限流模块用于限制变电站各分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站总体短路电流，并协助变电站断路器开断的目的。

相比于现有技术，本方案中通过在变电站的输电线路中增加限流模块，这样变电站的输电线路中出现短路时，通过该限流模块能够抑制短路电流的大小，从而使得变电站的短路电流保持在合理的范围内，避免了由于短路电流过大影响电力系统的正常运行。

相比于现有技术，本方案中通过在电网中各个输电线路中安装限流装置，并通过测量及逻辑控制限流模块是否投入，从而使得限流装置的电压水平大大降低，极大降低了设备制造难度。

本方案的限流系统，可以通过积木累积的方式任意控制限流深度。本方案的核心点在于快速真空开关的动作速度，通过足够快的投入限流模块，保证限流模块的投入必须在主开关断开之前。使用本方案的限流技术，可使得交流电网中短路电流保持在合理的范围内，避免了由于短路电流过大影响电力系统的正常运行。

本实用新型实施例提供一种交流电网中短路电流的抑制方法，该方法应用于上述的系统，如图3所示，该方法包括：

101、获取变电站中的短路电流值。

示例性的，上述的步骤101可以是通过接收测量单元发送的变电站的短路电流值来获取该短路电流。

102、当变电站中的短路电流值大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，测控单元控制限流模块中的快速开关断开。

其中，上述的第二阈值大于第一阈值。

可选的，上述的方法还包括：

当变电站中的短路电流值小于或等于第一阈值时，测控单元控制限流模块中的快速开关闭合或者不动作。

相比于现有技术，本方案中通过在变电站的输电线路中增加限流模块，这样变电站的输电线路中出现短路时，通过该限流模块能够抑制短路电流的大小，从而使得变电站的短路电流保持在合理的范围内，避免了由于短路电流过大影响电力系统的正常运行。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种交流电网中短路电流的抑制系统，其特征在于，所述系统包括：一座包含至少三条输电线路的变电站，每条输电线路的一端通过断路器与变电站母线相连，另一端连接其他变电站；通过所述断路器的分闸或者合闸实现所述输电线路投运或者退出，所述系统还包括：限流模块，所述限流模块串联在与其他变电站连接的输电线路中；其中：

所述限流模块用于限制变电站各分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站总体短路电流，并协助变电站断路器开断的目的。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述限流模块的个数为多个，所述多个限流模块互相串联连接在与其他变电站连接的输电线路中。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述限流模块包括：快速开关和电抗器，所述快速开关和所述电抗器并联连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：测控单元，所述测控单元与所述限流模块中的快速开关连接，用于控制所述快速开关的闭合或断开；

当所述变电站母线、所述限流模块到变电站母线或者限流模块侧的输电线路发生短路故障时，所有输电线路的短路电流均由输电线路流向故障点，所述故障点短路电流为各个分支输电线路电流之和，其中：

所述测控单元，用于控制每条输电线路上的限流模块中的快速开关断开来限制该分支输电线路上的短路电流，以达到限制变电站的短路电流的目的。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述测控单元还用于：

当所述变电站中的短路电流值小于第一阈值时，所述测控单元用于控制限流模块中的快速开关闭合或不动作；

当所述变电站中的短路电流值大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，所述测控单元用于控制限流模块中的快速开关断开；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。