TW201924172A

TW201924172A - 故障電流限制器、限制故障電流的方法及電流保護裝置

Info

Publication number: TW201924172A
Application number: TW107128691A
Authority: TW
Inventors: 薩伊德佳吉比; 保羅Ｊ. 墨菲
Original assignee: 美商瓦里安半導體設備公司
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2019-06-16
Also published as: WO2019036580A1; US10784673B2; US20190058318A1

Abstract

本公開的實施例提供一種具有包括第一繞組及第二繞組的互感電抗器的電流保護裝置。所述電流保護裝置是先前開發的故障電流限制器的子元件。所述電流保護裝置保護超導體免於潛在損傷。所述電流保護裝置可包括：線圈，與第一繞組或第二繞組串聯地電連接；致動器，機械地耦合在線圈的輸出端處；以及電斷流器，電連接到第一繞組及第二繞組，其中致動器與所述電斷流器進行通信耦合以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。在一些實施例中，第一繞組與第二繞組彼此平行地排列。在一些實施例中，線圈電耦合到第一繞組的輸出端或第二繞組的輸出端。

Description

具有相互反應器的電流保護裝置

本揭露是有關於一種電流保護裝置，且更具體來說有關於一種適合於與故障電流限制器（fault current limiter，FCL）一起使用的具有互感電抗器的電流保護裝置（current protection device，CPD）。 [相關申請的交叉參考] 本申請主張2017年8月18日提出申請、標題為「具有互感電抗器的電流保護裝置（Current Protection Device with Mutual Reactor）」的美國臨時專利申請第62/547,382號的優先權，且所述美國臨時專利申請全文併入本文供參考。

故障電流限制器（FCL）是用於限制例如電力系統中的故障電流的裝置。在過去的幾十年中已開發出各種類型的FLC，包括超導故障電流限制器（superconducting fault current limiter，SCFCL）、固態故障電流限制器（solid state fault current limiter）、電感故障電流限制器（inductive fault current limiter）以及領域中已知的其他種類。FCL可實施在具有用於向各種工業、商業及/或居民用電負載提供電力的發電、輸電及配電網路的系統中。

故障電流是電系統中由例如短路等系統故障所導致的異常電流。故障電流可能由於任意數量的事件或故障而出現在系統中，所述事件或故障例如為電力線或其他系統元件因惡劣天氣（例如，雷擊）而損壞。當出現此種故障時，由於電流不再受到負載所限制，因此在電路中可能快速地出現大的電流（故障電流）。此種大量電流是非期望的，因為其會潛在地損壞包括網路或連接到網路的裝備在內的負載。因此，使用故障電流限制器來保護網路免於嚴重損壞。電流保護裝置（CPD）是故障電流限制器的子元件。此種裝置保護故障電流限制器的貴重元件（例如，超導體）免於潛在損壞。

一般來說，CPD的設計對正常（穩態）電流及預期故障電流電平敏感。此是因為致動機構被設定到特定的力。用於致動所述機構的電磁力是由線圈提供。線圈的電磁力是電流的平方根的直接函數（direct function）。由於FCL通常安裝在唯一的子站中，因此視安裝單元而定，穩態電壓及電流以及預期故障電流電平是不同的。此使得製造及設計工藝更為勞動密集及複雜。

綜上所述，本文中提供一種故障電流限制器，所述故障電流限制器包括：互感電抗器，包括第一繞組及第二繞組；以及電流保護裝置，與互感電抗器電耦合。所述電流保護裝置可包括：線圈，與第一繞組或第二繞組串聯地電連接；以及致動器，電耦合在互感電抗器的輸出端處。CPD還可包括連接到第一繞組及第二繞組的電斷流器，其中致動器與所述電斷流器進行通信耦合（communicatively coupled）以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。

在其他實施例中，一種電路保護裝置包括：線圈，與互感電抗器的第一繞組或第二繞組串聯地電連接；致動器，接收互感電抗器的輸出；以及電斷流器，與第一繞組及第二繞組連接。致動器與電斷流器進行通信耦合以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。

在其他實施例中，一種限制故障電流的方法包括：提供包括第一繞組及第二繞組的互感電抗器；以及提供與互感電抗器電耦合的電流保護裝置。所述電流保護裝置可包括：線圈，與第二繞組串聯地電連接；致動器，接收互感電抗器的輸出；以及電斷流器，與互感電抗器連接。致動器與電斷流器進行通信耦合以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。

現在將參照其中示出一些實施例的附圖在下文中更充分地闡述本發明實施例。本公開的主題可實施為許多不同形式而不應被視為僅限於本文中所提出的實施例。提供這些實施例是為了使此公開內容將透徹及完整，且將向所屬領域中的技術人員充分傳達所述主題的範圍。在所有圖式中，相同的數位指代相同的元件。

除非另有指示，否則本文中所使用的以單數形式陳述且前面帶有詞語「一（a/an）」的元件或操作被理解為可能包括複數個元件或操作。此外，提及本公開的「一個實施例」或「一些實施例」可被解釋為包括存在也包含所陳述特徵的其他實施例。

本文中的實施例是響應於以上識別出的現有技術的缺陷中的一個或多個缺陷而提供。如所陳述，FCL往往安裝在唯一的子站中，例如50赫茲（Hz）或60 Hz電力系統中。由於CPD線圈容易經受渦流損耗（eddy current loss），因此可能產生巨量的熱量。所述熱量可根據用於焊線（wire）的及位於各層線圈之間的絕緣的熱等級（thermal class）而被控制在特定限值內。與50 Hz系統相比，60 Hz系統的渦流損耗更高。此外，線圈的螺旋幾何結構還限制散熱，進而向線圈設計引入更多複雜性。

在本公開的一些實施例中，可使用李茲線（Litz wire）來限制渦流損耗。李茲線由於位於個別細焊線上的塗層而通常具有受限的熱容量。舉例來說，本公開的線圈焊線可具有熱等級F（155℃）、熱等級H（180℃）及/或熱等級M（220℃）。

截至目前，較高溫度等級焊線的製造工藝尚未為人熟知且更為複雜。此外，220℃焊線比155℃等級焊線貴3倍。應知，李茲線存在限值（即，220℃）。因此，對於具有高穩態電流的應用，現有技術的應用未能施加足夠的力來在保持處於可接受熱性能內的同時致動電斷流器的柱塞。

為解決現有技術的上述問題，本文中的實施例可獨立於CPD所安裝於的電力系統來控制流經線圈的電流（與穩態電流及預期故障電流電平無關）。此可利用互感電抗器（即，兩個繞組變壓器（winding transformer））來實現。更具體來說，本公開的實施例提供一種故障電流限制器，所述故障電流限制器包括：互感電抗器，包括第一繞組及第二繞組；以及電流保護裝置，與互感電抗器電耦合。所述電流保護裝置可包括：線圈，與第一繞組及第二繞組串聯地電連接；致動器，接收互感電抗器的輸出。電斷流器可連接到第一繞組及第二繞組，其中致動器與所述電斷流器進行通信耦合以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。在一些實施例中，第一繞組與第二繞組彼此平行地排列。在一些實施例中，線圈直接電耦合到第一繞組的輸出端及第二繞組的輸出端。

如本文中將進一步闡述，在穩態操作期間，電流保護裝置的第一導電繞組及第二導電繞組（例如，反向纏繞繞組）接收輸入電流。第一導電繞組及第二導電繞組在分流互感電抗器的芯體內具有磁場。在短路故障情況期間，通過電流保護裝置檢測故障電流。舉例來說，電流保護裝置在故障電流大於在第一導電繞組及第二導電繞組中流動的正常電流（例如，穩態電流）時進行檢測。更具體來說，電流保護裝置可在第二導電繞組超過預定義閾值/觸發電流而使與電斷流器耦合的致動器致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點時進行檢測。圖1示出實施在輸電及配電系統1000中的故障電流限制器（FCL）或故障電流限制器電路100。應知，圖1中所示輸電及配電系統1000是非限制性的，且是為演示FCL電路100的一個可能實施方案而提供。大致來說，FCL電路100可被配置成在例如（舉例來說）輸電、配電及發電網路等各種電力系統中保護各種電路及/或負載免於短路故障電流。

電源101可經由具有包括實分量R_s 及虛分量X_s 的複阻抗Z_s 的介面電路103以及電路斷路器105來供應電力。電力傳輸線106可被引到與具有變壓器109的子站的介面107，變壓器109被配置成將傳輸線電壓步進成與電負載121/123相容的電壓。變壓器109的輸出端可耦合到斷路器111（例如電路斷路器）以及導體203及/或205以及FCL電路100。FCL電路100可經由斷路器115（例如電路斷路器）及匹配電路117、119耦合到電負載121/123。在其他實施例中可提供其他負載及匹配電路。可能存在短路故障125，且如果存在短路故障125，則短路故障125將通過本文中所述各種實施例的操作而被隔離。

FCL電路100可經由導體203及205串聯地電連接到電源101以及一個或多個電負載121、123。在一個實施例中，電流感測器150可耦合到控制器175及/或與控制器175相關聯，控制器175具有記憶體及至少一個處理器裝置。控制器175及/或電流感測器150可耦合到FCL電路100。所屬領域中的普通技術人員將知，FCL電路100可實施在各種其他應用及電力系統組態中。因此，圖1中所繪示的具體電力系統是以舉例的方式示出且並非旨在進行限制。

在一些實施例中，FCL電路100可實施在其中並不強烈需要對故障的第一峰值進行故障保護的應用中。舉例來說，FCL電路100可被配置成在出現故障情況時快速地限制故障電流（例如，限制在半個迴圈內）。在一些實例中，FCL電路100可被配置成感測故障電流並將故障電流限制在小於一迴圈內（例如，對於60 Hz系統＜ 17毫秒（ms），對於50 Hz系統＜ 20 ms等）。如將知，在一些實施例中，電路斷路器可能耗費多於3個迴圈來感測及限制故障。這樣一來，能夠耐受第一峰值故障電流的系統可特別適合於使用FCL電路100來進行保護。

現在轉到圖2，將更詳細地闡述根據本公開實施例的FCL電路100。如所示，FCL電路100可包括電流保護裝置110，電流保護裝置110包括如將參照圖3更詳細地闡述的斷流器166及致動器164。FCL電路100還可包括互感電抗器130，例如分流電抗器。互感電抗器130可被配置成降低對穩態電流進行處理的需求，從而可使用複雜度較低及/或成本較低及/或電流較低的電流保護裝置110。在一些實例中，圖2中所繪示FCL電路100可用於載送1千安培或大於1千安培的電路（例如，輸電及/或配電）。互感電抗器130可包括第一導電繞組134（例如，一級繞組）及第二導電繞組138（例如，二級繞組）。第二導電繞組138相對於第一導電繞組134而言可為反向纏繞的。互感電抗器130可包括被配置成在穩態操作期間表現出最小阻抗的第一導電繞組134及第二導電繞組138。此外，在示例性實施例中，第一導電繞組134與第二導電繞組138相互交織，以使在正常操作期間其之間不再產生磁通量或者其之間的磁通量大幅度最小化。所述相互交織使第一導電繞組134與第二導電繞組138之間的互感耦合增大，從而使漏感（leakage inductance）降低（即，使在以標稱電流（nominal current）進行的正常操作期間的壓降降低），且對電力系統的性能造成最小的影響。

互感電抗器130可用于管理高的系統電流，從而使較小比例的正常態/穩態電流及故障電流流經FCL電路100。在此實施例中，新進系統電流I在流經第一導電繞組134的第一分量I₁ 與流經第二導電繞組138的第二分量I₂ 之間分開。I₂ 可被遞送到電耦合在第二導電繞組138的輸出端處的線圈140。在一些實施例中，線圈140是李茲線。

在所示實施例中，第一導電繞組134可以其中I₁ 與I₂ 在同一方向上流動的平行關係進行電連接。在替代性實施例中，第一導電繞組134可以反向平行關係與第二導電繞組138電連接。舉例來說，進入互感電抗器130的電流可在第一方向上通過第一導電繞組134來引導且在相反的第二方向上通過第二導電繞組138來引導。在一個實施例中，流經第一導電繞組134的電流可因此等於流經第二導電繞組138的電流。由於第一導電繞組134與第二導電繞組138以反向平行配置進行排列，因此導電繞組134、138將進行磁性耦合且將在一些實施例中表現出可忽略的淨阻抗（net impedance）及/或等效阻抗（equivalent impedance）。第一導電繞組134及第二導電繞組138可例如（舉例來說）以雙股線圈構造（bifilar coil arrangement）纏繞在磁芯體144周圍。視偏好及/或技術參數而定，可使用且可應用其他繞組構造。所屬領域中的普通技術人員將預期所述芯體可為具有由具體應用的電流限制參數所指示的尺寸的鐵芯體或空氣芯體。

通過使用具有適宜匝數的第一導電繞組134及第二導電繞組138，FCL電路100的穩態操作可被訂製成沿平行的路徑I₁ 與I₂ 分配穩態電流。在所示實施例中，第一導電繞組134及第二導電繞組138可被選擇成具有適宜的匝數（例如，N1:N2）以在路徑I₁ 與I₂ 之間均勻地分配FCL電路100中的電流，以使電流可被分配成50%沿路徑I₂ 流過且50%沿路徑I₁ 流過。互感電抗器130可減小流經線圈140的電流如下：

其中，N₁ 及N₂ 分別是第一導電繞組134中的匝數及第二導電繞組138中的匝數。因此，可控制流經線圈140的電流以控制線圈140的熱行為（thermal behavior）以及使線圈140的設計標準化以防止針對不同的電力系統應用而改變線圈140。

在其他實施例中，穩態電流被分配成如果穩態電流的x%沿路徑I₁ 流動，則穩態電流的其餘（100-x）%沿路徑I₂ 流動。作為另外一種選擇，如果穩態電流的x%沿路徑I₂ 流動，則穩態電流的其餘（100-x）%沿路徑I₁ 流動。因此，在穩態操作（例如，穩態情況）期間，互感電抗器130的第一導電繞組134及第二導電繞組138可被設定成以預定義方式沿平行的路徑I₁ 與I₂ 分配穩態電流。

在又一些其他實施例中，所述比率可被設定成40%沿路徑I₂ 流動且60%沿路徑I₁ 流動；30%沿路徑I₂ 流動且70%沿路徑I₁ 流動。換句話說，所述比率可被設定成例如沿各個路徑I₁ 及I₂ 為40/60、30/70、20/80。在一些其中電流分配被更精確地設定的情形中，可實施外部調諧繞組（external tuning winding）（未示出）作為可選裝置。

在FCL電路100的穩態操作期間，第一導電繞組134及第二導電繞組138消除互感電抗器130的芯體內的磁場。更具體來說，分流互感電抗器130將穩態電流（例如，系統電流I）分成兩個分支（I₁ 及I₂ ），所述兩個分支在相反的方向上流經第一導電繞組134與第二導電繞組138以產生淨零磁場（net zero magnetic field）或可忽略的磁場，從而在電路中造成可忽略的等效阻抗或淨阻抗。因此，第一導電繞組134的電抗的大部分通過第二導電繞組138的方向相反的電抗而無效化。因此，通過選擇具有適宜匝數的第一導電繞組134及第二導電繞組138，穩態電流的預定部分可經由互感電抗器130進行路由。FCL電路100上的穩態電流負荷相對于傳統FCL系統而言減小。因此，FCL系統的成本及物理大小也可減小。

在FCL電路100的穩態操作期間，互感電抗器130將電流分成兩個分支，所述兩個分支在相反的方向上流經第一導電繞組134與第二導電繞組138以產生淨零磁場或可忽略的磁場，從而在電路中造成可忽略的等效阻抗或淨阻抗。因此，第一導電繞組134的電抗的大部分通過第二導電繞組138的方向相反的電抗而無效化。因此，通過選擇具有適宜匝數的第一導電繞組134及第二導電繞組138，穩態電流的預定部分可經由位於互感電抗器130的輸出端處的電流保護裝置110進行路由。FCL電路100上的穩態電流負荷相對於總的系統負荷電流而言減小。因此，FCL電路100的成本及物理大小也可減小。

現在轉到圖3，將更詳細地闡述根據本公開示例性實施例的電流保護裝置110。大致來說，電流保護電路110可為包括一組斷路器觸點的開關機構，所述一組斷路器觸點中的至少一個斷路器觸點可通過由氣動缸所設定的彈簧來致動以斷開開關及限制電流。一旦電流保護裝置110斷開，則電流可接著被傳送到並聯連接的分路裝置（shunt device）（例如，低壓控制電抗器等），且故障電流不被電負載121/123（圖1）所接收。

如所示，電流保護裝置110可包括電耦合到氣動計時器158的檢測裝置或電路152。在一些實施例中，氣動計時器158可包括記憶體及至少一個處理裝置。氣動計時器158進一步與空氣供應源162及致動器164（例如，氣動缸）進行電耦合/通信耦合，其中氣動計時器158的處理裝置可根據從電流互感器（current transformer）154傳輸的輸入信號來控制空氣供應源162及/或致動器164的操作。

電流保護裝置110還可包括斷流器166（在下文中稱作電真空斷流器（electrical vacuum interrupter，EVI）），斷流器166具有從對應的第一端子及第二端子172A至172B延伸的一組斷路器觸點170A至170B。如所示，所述一組斷路器觸點170A至170B以及第一端子及第二端子172A至172B的至少一部分可位於EVI 166的外殼176內。如所示，所述一組斷路器觸點170A至170B的至少一個觸點（例如，斷路器觸點170A）可相對於另一斷路器（例如，斷路器觸點170B）及外殼176而言為可活動的。

在使用期間，檢測電路152（例如，電流/電壓檢測器）可從電流互感器154讀取信號並判斷所述電流是否高於規定閾值。在超過閾值的事件中，檢測電路152可發送信號到氣動計時器158以致動致動器164，從而通過分離所述一組斷路器觸點170A至170B而打破電路的連續性。在一些實施例中，氣動計時器158可接著使所述一組斷路器觸點170A至170B保持斷開達例如預定時間，以使得超導帶材（未示出）能夠返回到超導狀態而沒有穩定電流流經超導帶材這一負擔。在預定時間處，氣動計時器158可使得空氣壓力能夠從致動器164釋放，從而使所述一組斷路器觸點170A至170B閉合且使電流例如經由耦合在線圈140與第一端子172A之間的柔性母線（flexible bus bar）174而流經電流保護裝置110。

在一些非限制性實施例中，EVI 166可為包括相應端板（end plate）177及178的絕緣罩殼或外殼176。所述一組斷路器觸點170A至170B以由外殼176形成的真空腔為中心進行設置。如所示，所述一組斷路器觸點170A至170B中的每一者安裝在各個第一端子及第二端子172A至172B的端部處。在一些實施例中，第一端子172A可為可經由端板177中的開口來致動。在其他實施例中，第二端子172B也可為可經由端板178中的開口來致動。

如進一步所示，第一端子172A可機械耦合/物理耦合到致動器164（例如，氣動缸）的槓桿臂180以斷開或閉合EVI 166的所述一組斷路器觸點170A至170B。舉例來說，在使用期間，槓桿臂180被牢固地固定到第一端子172A，以使致動器164的致動使槓桿臂180相對於第二端子172B活動且因此使第一端子172A相對於第二端子172B活動。第一端子172A及槓桿臂180的活動可通過分離所述一組斷路器觸點170A至170B而打破電路的連續性。在一些實施例中，氣動計時器158使槓桿臂180在側向上遠離EVI 166並朝電流互感器154移動，從而使所述一組斷路器觸點170A至170B保持斷開達預定時間。相反，氣動計時器158也可當空氣壓力從致動器164釋放時使槓桿臂180在側向上朝EVI 166移動，從而使所述一組斷路器觸點170A至170B閉合。

現在轉到圖4，將更詳細地闡述根據本公開實施例的限制故障電流的方法200。具體來說，在方塊201處，方法200可包括提供包括第一繞組及第二繞組的互感電抗器。在一些實施例中，第一繞組是一級繞組且第二繞組是二級繞組，其中第一繞組與第二繞組彼此平行地排列。

在方塊202處，所述方法可包括提供與互感電抗器電耦合的電流保護裝置，所述電流保護裝置包括線圈、致動器及電斷流器，所述線圈與第二繞組串聯地電連接，所述致動器電耦合在互感電抗器的輸出端處，所述電斷流器電連接到第一繞組及第二繞組。在一些實施例中，致動器與電斷流器進行通信耦合以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。在一些實施例中，方法200可包括向氣動缸提供控制信號以致動所述一組斷路器觸點中的可活動的觸點。在一些實施例中，方法200還可包括基於所檢測到的電流大於預定閾值來斷開所述一組斷路器觸點。在一些實施例中，電流保護裝置可包括檢測電路，所述檢測電路呈被配置成從電流互感器接收電流信號或指示的電流（I）-電壓（V）電路形式。在一些實施例中，電流互感器與氣動計時器串聯連接。在一些實施例中，空氣供應源（例如，空氣罐）可與氣動計時器及氣動缸耦合。

綜上，本文中所述各種實施例提供一種用以作為故障電流限制器系統的一部分來使用的互感電抗器電流保護裝置。本公開實施例的第一個有益效果包括通過使得不再使用大的螺線管線圈及機械計時機構而易於集成到大部分的輸電及配電系統中。本公開實施例的第二個有益效果包括增強的控制及可靠性，原因是與現有技術方案不同，能夠致動氣動缸及槓桿臂的電流不存在下限值。相反，本公開的EVI能夠不依賴於故障電流閾值而產生全衝程（full stroke）。本公開實施例的第三個有益效果包括能夠快速地閉合EVI內的所述一組斷路器觸點，從而將潛在地出現在EVI外殼內的焊接效應（welding effect）最小化。本公開實施例的第四個有益效果是能夠控制流經線圈的電流以因此控制線圈的熱行為以及使線圈設計標準化以防止針對不同的電力系統應用而改變線圈。

本公開的範圍不受限於本文中所述的具體實施例。實際上，通過閱讀前述說明及附圖，除本文中所述者外，本公開的其他各種實施例及對本公開的潤飾也將對所屬領域中的普通技術人員顯而易見。因此，此種其他實施例及潤飾旨在落于本發明的範圍內。此外，本文中已在用於特定目的的特定環境的特定實施方案的上下文中闡述了本公開。所屬領域中的普通技術人員將認識到有用性並非僅限於此且本公開可有益地實施於用於任意數量的目的的任意數量的環境中。因此，以上提出的權利要求應以如本文中所述的本公開的全部廣度及精神進行解釋。

100‧‧‧故障電流限制器（FCL）電路

101‧‧‧電源

103‧‧‧介面電路

105‧‧‧電路斷路器

106‧‧‧電力傳輸線

107‧‧‧介面

109‧‧‧變壓器

110‧‧‧電流保護裝置

111、115‧‧‧斷路器

117、119‧‧‧匹配電路

121、123‧‧‧電負載

125‧‧‧短路故障

130‧‧‧互感電抗器

134‧‧‧導電繞組/第一導電繞組

138‧‧‧導電繞組/第二導電繞組

140‧‧‧線圈

144‧‧‧磁芯體

150‧‧‧電流感測器

152‧‧‧檢測裝置/檢測電路

158‧‧‧氣動計時器

162‧‧‧空氣供應源

164‧‧‧致動器

166‧‧‧斷流器/電真空斷流器（EVI）

170A、170B‧‧‧斷路器觸點

172A‧‧‧第一端子

172B‧‧‧第二端子

174‧‧‧柔性母線

175‧‧‧控制器

176‧‧‧絕緣罩殼/外殼

177、178‧‧‧端板

180‧‧‧槓桿臂

200‧‧‧方法

201、202‧‧‧步驟

203、205‧‧‧導體

1000‧‧‧輸電及配電系統

I‧‧‧系統電流

I₁‧‧‧第一分量/路徑/分支

I₂‧‧‧第二分量/路徑/分支

N₁、N₂‧‧‧匝數

R_s‧‧‧實分量

X_s‧‧‧虛分量

Z_s‧‧‧複阻抗

附圖示出本公開的包括本公開原理的實際應用的示例性方案如下：圖1繪示根據本公開實施例的輸電及配電系統（power transmission and distribution system）。圖2繪示根據本公開實施例的電流保護裝置、電壓控制電抗器（voltage control reactor，VCR）及分流電抗器（current splitting reactor，CSR）的結構。圖3繪示根據本公開實施例的CPD。圖4繪示根據本公開實施例的用於提供故障電流保護的方法。所述圖式未必按比例繪製。所述圖式僅為代表圖而並非旨在描繪本公開的具體參數。所述圖式旨在繪示本公開的示例性實施例，且因此不應被理解對範圍加以限制。在圖式中，相同的編號代表相同的元件。

Claims

一種故障電流限制器，包括：互感電抗器，包括第一繞組及第二繞組；以及電流保護裝置，與所述互感電抗器電耦合，所述電流保護裝置包括：線圈，與所述第一繞組或所述第二繞組串聯地電連接；致動器，接收所述互感電抗器的輸出；以及電斷流器，電連接到所述互感電抗器，其中所述致動器與所述電斷流器進行通信耦合以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。
如申請專利範圍第1項所述的故障電流限制器，其中所述第一繞組與所述第二繞組平行地電性排列。
如申請專利範圍第1項所述的故障電流限制器，其中所述電斷流器是電真空斷流器。
如申請專利範圍第1項所述的故障電流限制器，其中所述致動器包括與氣動計時器及氣動缸耦合的空氣供應源。
如申請專利範圍第4項所述的故障電流限制器，其中所述氣動缸包括杠杆臂，所述杠杆臂機械地耦合到所述可活動的觸點以斷開或閉合所述一組斷路器觸點。
如申請專利範圍第1項所述的故障電流限制器，其中所述線圈包括李茲線。
如申請專利範圍第1項所述的故障電流限制器，其中所述線圈電耦合在所述第二繞組的輸出端處。
一種限制故障電流的方法，包括：提供包括第一繞組及第二繞組的互感電抗器；以及提供與所述互感電抗器電耦合的電流保護裝置，所述電流保護裝置包括：線圈，與所述第二繞組串聯地電連接；致動器，接收所述互感電抗器的輸出；以及電斷流器，電連接到所述互感電抗器，其中所述致動器與所述電斷流器進行通信耦合以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。
如申請專利範圍第8項所述的限制故障電流的方法，還包括提供氣動缸以致動所述一組斷路器觸點中的所述可活動的觸點。
如申請專利範圍第9項所述的限制故障電流的方法，還包括向所述氣動缸提供控制信號以致動所述一組斷路器觸點中的所述可活動的觸點。
如申請專利範圍第8項所述的限制故障電流的方法，還包括基於所檢測到的電流大於預定閾值來斷開所述一組斷路器觸點。
如申請專利範圍第8項所述的限制故障電流的方法，其中所述電斷流器是電真空斷流器。
如申請專利範圍第8項所述的限制故障電流的方法，其中所述第一繞組與所述第二繞組平行地電性排列。
一種電流保護裝置，包括：線圈，與互感電抗器的第一繞組或第二繞組串聯地電連接；致動器，接收所述互感電抗器的輸出；以及電斷流器，連接到所述互感電抗器，其中所述致動器與所述電斷流器進行通信耦合以致動所述電斷流器的一組斷路器觸點中的可活動的觸點。
如申請專利範圍第8項所述的電流保護裝置，其中所述電斷流器是電真空斷流器，且其中所述致動器包括與氣動計時器及氣動缸耦合的空氣供應源。