[实用新型]永磁偏置式故障电流限制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种主要应用于电力输配电设备保护的短路电流限制技术，特别是一种永磁偏置式故障电流限制器。

背景技术

随着电能需求的迅速增长，电网的规模和容量不断扩大，导致电力系统的短路电流水平日益增高，部分变电站的短路电流已超出现有开关设备的额定开断能力。短路电流过大，不仅会引起电力系统电压和频率不稳定，而且会产生强烈的热效应和电动力冲击，损坏电气设备及其绝缘。再者，由此带来的跨步电压、对通讯系统的电磁干扰等问题也日益严重。为保证电力系统的安全、可靠与稳定运行，这就需要更新电网内各种输变电设备以满足短路电流水平增高所带来的更加苛刻的要求，然而这会大大增加电网投资成本，甚至可能导致电网无高压断路器可选。因此，限制短路电流已成为当代电网发展中一个不可回避的重大技术和经济问题。

传统的短路电流限制措施主要有：(1)在电网结构上，考虑提高电压等级、分割母线或系统以及对大容量机组电厂采用单元接线等方法；(2)在运行方式上，采用变压器中性点不接地或中性点小电阻接地方式，以及在穿越功率最小处将环形网络解环运行等；(3)在电气设备上，考虑采用电抗器和高阻抗变压器等措施。

然而，改造电网结构的造价非常高；改变运行方式将导致电力系统运行可靠性的降低；采用高阻抗变压器和串联电抗器将显著增加网络损耗并降低电网运行稳定性。尽管上述措施可一定程度上解决电网短路电流的抑制问题，但无一例外地将对电网运行的灵活性、可靠性和经济性带来不同程度的负面影响。为此必须寻求适应电力系统发展、安全可靠、切实可行的限制电力系统短路电流的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种永磁偏置式故障电流限制器，它将永磁偏置饱和技术应用于限制输配电线路的短路电流，使输配电线路中的用电设备安全运行。本实用新型与传统的限流技术相比，结构简单，无需任何附加电源与控制装置，响应时间快且具有自恢复功能，研制成本较其它类型故障电流限制器低廉，是目前最为经济、实用、可靠的故障限流技术之一。随着磁性材料和磁路拓扑研究的不断发展，该故障电流限制器在高压电力系统中的应用前景广阔。

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种永磁偏置式单相故障电流限制器，它包括一对相互配合的铁芯，在铁芯的两端分别设有一个永磁体，在两铁芯上还分别设有铜线绕组。

一种永磁偏置式三相故障电流限制器，它包括一对三分叉星形铁芯，在两铁芯的各个分叉臂的端部及铁芯中部对应的位置夹装有相应的永磁体，同时在各铁芯分叉臂上还设有铜线绕组，相邻铁芯分叉臂间的夹角为120°，各铁芯分叉臂与三相交流电的A、B、C三相分别对应.

所述铁芯冷轧硅钢片剪裁叠合而成或采用软磁铁氧体。

所述铜线绕组共有六个，分别绕在横置三分叉星形铁芯的铁芯分叉臂上，每一相的两个铁芯上对应的铜线绕组的同名端连接，然后再分别串接在A、B、C三相供电网络中。

所述永磁体由四个，其中三个夹装在铁芯分叉臂端部的永磁体为长方体，夹装在三分叉星形铁芯中部的铁芯为圆柱体。

所述冷轧硅钢片的厚度为0.30～0.35毫米。

所述铁芯端部或三分叉星形铁芯处的各永磁体的横截面积相等且均大于铁芯横截面积；三分叉星形铁芯中心处的永磁体的截面积与铁芯的截面积相等。

本实用新型的优点在于，基于此拓扑的永磁偏置式三相故障电流限制器结构简单，运行安全可靠，响应速度快。无需任何附加电源与控制装置，响应时间快且具有自恢复功能，有多次自启动功能，可用于自动重合闸场合。正常工作状态对系统影响很小，可以忽略，短时状态下可有效实现限流。研制成本较其它类型故障电流限制器低廉，在高压电力系统中的应用前景广阔。

附图说明

图1为永磁偏置式单相故障电流限制器的拓扑结构；

图2为永磁偏置式三相故障电流限制器的拓扑结构(正视图)；

图3为永磁偏置式三相故障电流限制器的拓扑结构(俯视图)；

图4为永磁偏置式三相故障电流限制器的拓扑结构(左视图)；

图5为永磁偏置式故障电流限制器的Ψ-i曲线。

其中，1.铁芯，2.永磁体，3.铜线绕组。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1：