[发明专利]故障限流器

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种采用液体蒸发冷却MOV（Metal Oxide Voltage Limiter，金属氧化物限压器）和快速合闸开关的串联谐振型故障限流器，属于电力系统中短路故障电流限制研究领域。 

背景技术

随着电力系统输送容量的不断扩大，电网短路电流水平也不断增大，限制短路电流已成为现代电网发展中一个不可回避的重大技术和经济问题。而基于氧化锌避雷器的串联谐振型故障限流器，不仅可把短路电流限制到较低水平，而且具有运行可靠性高、无需外加控制而实现自动投切、价格低廉和技术经济性能好等明显优点，可望在高压电网中首先获得实用。 

氧化锌避雷器作为串联谐振型故障限流器的关键部件，当系统发生故障时，数倍于负载电流的短路电流将流过串联在线路中的电容器，随故障电流的增加，电容器上的电压迅速增大。为避免电容器过电压损坏，通常在电容上并联氧化锌避雷器，其高速动作可将电容器短路，将电容器两端电压限制在避雷器的残压水平，同时把电抗器串入系统实现限流，并有效抑制短路电流的首峰值。系统故障期间，由于氧化锌避雷器的非线性电阻特性，使得故障电流主要从避雷器上流过，它必须在相当时间内(如80 ms)承受限制后的系统短路电流, 需要吸收巨大的短路能量，导致自身发热温度升高。避雷器所能承受的短路能量注入和温度是有一定限度的，当超过该限度时，可能导致避雷器爆炸，影响到故障限流器的运行安全。因此故障限流器对避雷器的暂态吸能能力要求极高, 而通常变电设备用金属氧化物避雷器可吸收的能量有限，为解决避雷器吸收能量过大的问题, 必须将大量的避雷器并联使用。在多支路避雷器并联的情况下，微小的电压差异将会导致严重的电流分配不平均，从而导致能量分配的严重不均衡，控制每柱电流分布成为避雷器组件结构设计的关键问题。依靠大量避雷器多柱并联的方法来解决能耗问题，这在技术和经济上都有很大困难。 

发明内容

本发明针对基于氧化锌避雷器的串联谐振型故障限流器存在的缺陷，设计一种采用液体蒸发冷却MOV（Metal Oxide Voltage Limiter，金属氧化物限压器）和快速合闸开关的串联谐振型故障限流器，应用于高压电网中，既能实现电力系统短路故障限流自动投切，又能保证短路故障时短路电流对限流器本体设备的损害程度减至最小，提高故障限流器的运行可靠性，有利于电力系统的安全稳定运行。 

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是： 

一种故障限流器，它包括限压器MOV，限压器MOV与电抗器L串联，在限压器MOV两端还并联电容器C和快速合闸开关K。

所述快速合闸开关K的合闸动作时间<20ms。 

本发明采用液体蒸发冷却MOV（Metal Oxide Voltage Limiter，金属氧化物限压器）和快速合闸开关的串联谐振型故障限流器，由电容器C和串联电抗器L、限压器MOV、快速合闸开关K组成。MOV作为串联谐振型故障限流器的关键部件，当系统发生短路故障时，并联在电容两端的MOV快速动作使电容器C短路，打破串联谐振条件，把电抗器L串入系统实现限流，有效抑制短路电流的首峰值。MOV同时作为电容器的过电压保护，使电容器电压限制在MOV残压水平。快速合闸开关K作为MOV短时热耐受能力的后备保护。 

本发明的有益效果是： 

MOV（Metal Oxide Voltage Limiter，金属氧化物限压器）作为电容器的过电压保护，它引入液体介质蒸发冷却技术，具备液体蒸发冷却功能，克服现有的高能氧化锌避雷器可吸收的能量有限，必须大量并联使用的缺点，可提高故障限流器的经济性、可靠性。快速合闸开关K作为MOV短时热耐受能力的后备保护，其合闸动作时间<20ms，其快速合闸可释放MOV吸收的短路容量，大大减轻MOV限压器的负担，延长MOV使用寿命，提高故障限流器的经济性、可靠性。

附图说明

图1是本发明的实施电路图。 

图2是不安装故障限流器，流过母线断路器的电流波形。 

图3是安装故障限流器，流过母线断路器的电流波形。 

图4是快速合闸开关合闸动作时间为40ms时，MOV吸能曲线。 

图5是快速合闸开关合闸动作时间为20ms时，MOV吸能曲线。 

具体实施方式