[发明专利]一种基于载流隔离器的快速故障电流限制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统灵活交流输电(FACTS)领域故障电流限制器，具体涉及一种基于载流隔离器的快速故障电流限制器。

背景技术

随着电力系统的迅速发展，单机和发电厂容量、变电所容量、城市和工业中心的负荷和负荷密度的持续增加，以及电力系统之间的互联，出现了一个新的突出问题，即现代大电力系统各级电网短路电流水平不断增加。负荷中心大电源的投入进一步加快了短路电流水平的增长，系统中部分地区的短路电流已经达到甚至超过了断路器的遮断容量，而且上升趋势越来越快，已经严重威胁到电力系统的安全运行。一旦发生短路故障，可能会造成故障线路中相关设备的烧毁，后果难以想象。

针对这一问题最直接的解决方法就是采用更大遮断能力的断路器及其相应设备，然而可供选择的断路器有限，并且在超高压系统中，这种解决方法需要的高额成本使人望而却步。因此出现了各种抑制故障电流的措施。传统的限流器在发生故障之后线路断开，影响系统的潮流分布和稳定性。基于载流隔离器的快速故障电流限制器线路不断开，故障结束后电流可从旁路开关继续流通，不影响系统正常运行状态下的潮流分布，运行可靠、灵活，极具工程应用前景。

2009年5月，国家电网公司首次提出了“智能电网计划”，智能电网将为新能源接入电力系统提供良好的技术平台。根据预计，2020年中国可再生能源装机将达到5.7亿千瓦，占总装机容量的35％，每年可减少煤炭消耗4.7亿吨标准煤，减排二氧化碳13.8亿吨。其中，风能、太阳能等非水电的可再生能源比例将大大提高。大规模分布式电源、可再生能源的推广应用将导致系统短路水平显著增大。

发明内容

基于上述背景，本发明提供的基于载流隔离器的快速故障电流限制器的设计方案，能够在系统发生故障时快速投入限流电抗器，抑制短路电流，提高电力系统运行的安全性和稳定性，故障结束后旁路限流电抗器，降低故障电流限制器的损耗，提高该故障电流限制器运行的经济性，同时该故障电流限制器的载流部分不含晶闸管等大功率电力电子开关器件，造价低廉，体积较小，并且能够及时检测出系统电流故障，限制故障电流，并且不影响用户的正常供电，解决“供电不间断”的问题，增大供电可靠性，实现灵活自适应的故障电流处理和自愈，可实现在城市低压电网中的大规模应用。

本发明采用下述方案予以实施：

一种基于载流隔离器的快速故障电流限制器，其改进之处在于，所述快速故障电流限制器包括载流隔离器1、点火脉冲变压器2、电子测控单元3、传感器4、限流电抗器5、MOA6、旁路开关7、第一隔离开关8、第一接地刀闸9、第二隔离开关10、第二接地刀闸11和母线12；所述传感器4、第一隔离开关8载流隔离器1和第二隔离开关10依次连接在母线12上；所述第一接地刀闸9和第二接地刀闸11一端连接在母线上，另一端接地；所述电子测控单元3分别和传感器4的一端和点火脉冲变压器2的一端连接；所述点火脉冲变压器2的另一端和载流隔离器1连接；所述旁路开关7、MOA6和限流电抗器5依次并联。

本发明提供的一种优选的技术方案是：所述载流隔离器1为绝缘管。

本发明提供的第二优选的技术方案是：所述电子测控单元3包括一个辅助直流电源、点火开关投切装置、状态监视元件、保护测量以及点火开关投切装置免受外来影响导致误动作的抗干扰单元。

本发明提供的第三优选的技术方案是：所述传感器4采用一般的电流互感器或新型的光CT传感器。

本发明提供的第四优选的技术方案是：限流电抗器5为空气芯线圈。

本发明提供的第五优选的技术方案是：所述MOA6和限流电抗器5并联，构成限流电抗器5的保护部分。

本发明提供的第六优选的技术方案是：所述基于载流隔离器的快速故障电流限制器的工作顺序：载流隔离器1断开-限流电抗器5接入-旁路开关7合闸-第一隔离开关8和第二隔离开关10实现载流隔离器退出-更换载流隔离器1-第一隔离开关8和第二隔离开关10实现载流隔离器1接入-旁路开关7断开-基于载流隔离器的快速故障电流限制器重新接入。

本发明提供的第七优选的技术方案是：电力系统在允许短时停电的情况下，整个基于载流隔离器的快速故障电流限制器可将第一隔离开关8、第一接地刀闸9、第二隔离开关10和第二接地刀闸11省去。

本发明提供的第八优选的技术方案是：所述电力系统只要求断开电路，不要求限制故障电流的情况下，也可仅使用载流隔离器1，省去并联的限流电抗器5和MOA6。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：