[实用新型]故障限流器直流控制电路

说明书

技术领域

本实用新型属于饱和铁芯型电力线路故障限流器直流控制技术领域。

背景技术

近年来，电力系统容量逐年增加，电网短路电流也随之增大，目前已成为制约电网运行和发展的重要因素。因此，限制电力系统短路电流已成为一个有待解决的问题。传统的饱和铁芯型电力线路限流器直流控制技术是仅仅是使用压敏电阻吸收能量，使铁芯中的磁场退出磁饱和状态，而这种控制系统速度慢，维修量大，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一个全自动的饱和铁芯型电力线路故障限流器的控制电路。

饱和铁心型电力线路故障限流器安装在变电站出口、母线联络线间等位置，用于限制电网中的短路故障电流。在电网正常运行时，限流器对电网的运行影响很小；电网发生短路故障时，限流器阻抗变大，将短路电流限制到满足后级断路器断开所要求的电流水平；电网重合闸也需要限流器的配合。限流器这些功能的实现都需要限流器直流控制回路在各种情况下做出相应地动作。

图1中所示为单相限流器的电路结构示意图，限流器包括交流绕组、铁心、直流绕组和直流控制回路，直流控制回路中又应该包括直流恒流源、快速开关以及磁能释放回路等功能器件。

限流器的工作状态可以归结为三个典型的状态：

限流器稳态运行；

限流状态；

重合闸状态；

对应于这三个状态，直流控制回路必须具有相应地动作。

限流器长期在稳态情况下运行，此时直流控制回路中开关处于闭合状态，直流恒流源提供的励磁电流将铁心偏置到深度饱和态，交流绕组呈现小阻抗。

电网发生短路故障后，限流器的控制电路检测到故障发生后，向直流控制回路发出信号，直流控制回路中的快速开关快速断开，动作时间要迅速。直流绕组中存储了大量的磁能，在开关断开的瞬间会产生较大的切断高压，控制回路中的磁能释放回路能将直流绕组内的磁能迅速吸收，并将直流绕组电压钳制在安全的水平，保证直流回路迅速完全断开。这时铁心退出饱和，交流绕组呈现大阻抗，限制了电网的短路故障电流，后级断路器能够安全断开。

延迟一段时间后，电网中的断路器重合闸。为满足在断路器重合闸之前，限流器的交流绕组呈现小阻抗，故在断路器重合闸之前，直流恒流源已经将限流器铁心偏置到深度饱和态，所以要求直流绕组的充磁时间必须控制在断路器重合闸延时的这段时间之内。

断路器安全重合闸。如果电网中故障已经消除，电网及限流器进入稳态运行，否则重复上述动作过程，直到故障完全消除

本实用新型的特征在于含有：直流绕组电感L1、磁能释放回路、快速开关IGBT1、励磁恢复回路以及恒流回路，其中：

励磁恢复回路，包含：

压敏电阻R0，其箝位电压为12KV，该压敏电阻R0直流绕组电感L)并联；

第一串联支路，由二极管D1与大电容C1串联而成，C1＝500μF/12KV，该第一支串联支路与压敏电阻R0并联，

电阻R2，起能量缓慢释放作用，与大电容C1并联；

第二串联支路，由可控高电压源V1、二极管D2、电阻R1依次串联而成，二极管D2的阴极与该可控高电压源V1的负极相连，V1＝0～10KV，该第二串联电路与大电容C1并联；

励磁释放回路，包含：

第三串联支路，由可控中电压源V2、电阻R3、3300V/500A的快速开关IGBT2依次串联而成，电阻R3接该可控中压电源V2正极，该快速开关IGBT2的集电极接电阻R3，而发射极接直流绕组电感L1，

电容C2为32000μF/1600V，两端分别与该可控中电压源V2的负极，与该快速开关IGBT2的集电极相连，

快速开关IBGT1，15KV/500A，发射极与该可控中电压源V2的负极相连，而集电级接该二极管D1的正极，

恒流回路包含：

恒流源I1，0～5V/500A，其一端接快速开关IGBT1的发射极，而另一端正向接一个隔离二极管D3后与铁芯直流绕组电感L1相连，

依次正向串联的二极管D7、D6、D5以及D4，该二极管D4的负极接快速开关IGBT1的发射极，二极管D7的正极接二极管D3的正极；

在快速开关断开后，磁能向所选磁能释放回路释放；