[实用新型]自触发式直流电抗器型限流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统限流装置，特别是一种用于输配电网中限制短路故障电流的电抗器型限流器。

背景技术

随着我国工业现代化程度的快速提升，对其有重要保障作用的电力系统规模也随之不断扩大，电力系统中短路电流逐年攀升。短路电流超标已成为电力系统规划、设计、运行面临的重大问题。

常用限制短路电流的措施是要么改变电网系统的运行方式，要么在系统中接入限流装置。前者为电网分层分区运行，优化电源接入。但合理的分层分区实施方案需要有合适的网络结构作为支撑，供电紧张的情况下，分层分区运行往往难以实现。同时也应看到，分层分区伴随着局部电网供电可靠性及稳定性下降等一些负面影响；后者包括采用普通串联电抗器、大容量高速开关与电抗器并联装置、新型短路电流限制器。

其中，普通串联电抗器是将固定阻抗的电抗器串联入电网，是一种传统的限流技术，运行方式简单、安全可靠，但影响电力系统的潮流分布且增加了无功损耗和电压降，对系统的稳定性也有一定影响。目前在国内普通串联电抗器较多应用于中低压电网，超高压电网中尚无应用于限制短路电流的实例。

采用大容量高速开关与电抗器并联方式，例如FSR装置可以与普通电抗器并联。正常运行时将电抗器短接，系统短路时FSR快速断开，将电抗器串入电网以限制短路电流，从而实现正常方式下零阻抗，发生短路故障在极短时间内投入电抗器呈现高阻抗的特性。但该装置也存在着先天不足，FSR装置中载流桥体断开是依靠炸药爆破完成的，炸药是一次性的，无法进行检测，长时间运行后存在因炸药受潮变质不能及时爆破的后果，而且不可重复使用，并且只能用于35kV以下电压等级。

应用新型短路电流限制器，可实现正常方式下装置呈现零阻抗或低阻抗，发生短路故障在极短时间内呈现高阻抗的特性，但现有新型短路故障限流器仍存在一些不足：1、超导型故障限流(SFCL)：分为电阻型和电感超导型。电阻型在电流正常时，超导体处在超导状态没有电阻。假使电流增加超过了临界电流，则超导体退出超导状态，具有高值电阻与电网串联，从而限制短路电流。电感型在电流正常时，超导体环的电流去磁或者使铁芯处于磁饱和状态，使此FCL的运行方式呈低阻抗(近乎漏磁电抗)。当电流增加超过临界电流时，此超导体环进入高阻抗状态，从而起到限制短路电流的作用。超导限流器存在超导物理材料和机械性能受局限，制造成本高，运行费用高等问题。2、PTC热敏电阻短路电流限制器：利用PTC热敏电阻非线性电阻在正常电流时，电阻温度较低具有阻抗小的特性，当短路电流超过临界值后温度上升，电阻值增大从而达到限流目的。但存在恢复时间长，稳定性差等缺点。3、现有的固态型故障限流器主要有：磁饱和型短路限流器、直流电抗器型短路电流限制器。固态型故障限流器具有动作快、恢复时间短的优点。但现有的直流电抗器型短路电流限制器存在结构复杂、控制不合理、谐波含量大、可靠性差等缺点。磁饱和型短路限流器一般需要直流偏磁电源，同样存在着成本高，可靠性能差等问题。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是为克服现有短路故障限流器的不足，提供一种结构简单，能够实现自动控制，并能快速有效地限制故障电流，减小稳态电流畸变，且可应用于高压、超高压电网中的大功率限流器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种自触发式直流电抗器型限流器，包括由二极管构成的整流桥电路、并联在整流桥电路直流输出二端口之间的限流电抗器，所述限流电抗器主要包括主绕组、偏磁绕组和铁芯，偏磁绕组与主绕组串联，偏磁绕组的两端并联一个由控制方式为自触发方式的固态开关和触发装置构成的开关控制回路。自触发式直流电抗器型限流器串接于系统的某一相电源与负载之间，构成单相自触发式直流电抗器型限流器。

本实用新型的一种具体结构为：所述整流桥电路为由四只二极管组成的单相整流桥电路，构成单相自触发式直流电抗器型限流器。

本实用新型的上述结构应用于单相电源时，是直接将单相自触发式直流电抗器型限流器串联在单相电源和负载之间；自触发式直流电抗器型限流器应用于三相系统中，是由三个自触发式直流电抗器型限流器分别串接于三相系统的每一相电源和负载之间，构成三相自触发式直流电抗器型限流器。