[发明专利]一种阻抗投切装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻抗投切装置。 

背景技术

潮流控制和故障限流是输电网面临的两大核心技术难题。潮流控制和故障限流一般都需要改变电网限流的等效阻抗，如图1所示的美国专利US00542495“输电线潮流控制”，它通过晶闸管来实现对电容的投切，该方式由于采用晶闸管，响应速度较慢，且晶闸管支路的电感容易与被投切的电容产生并联谐振，不利于装置的安全运行。图2为中国专利CN100452608C“具有单个自开关的桥式短路故障限流装置”的一个拓扑结构图。此专利采用在单相不控整流桥的直流端并联限流电感和开关，交流段并联限流电感的结构。该结构在开关关断时，会造成电网系统阻抗上电流的突变，从而在整流桥上产生过电压，不利于装置的安全运行。 

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供一种阻抗投切装置，在旁路状态下，对连接的电路呈现一种几乎无阻的通路，对电路不产生影响，而在电路需要改变阻抗时，可以将所需的阻抗安全可靠地向该电路进行投切，以改变该电路的阻抗。本发明主要运用于电网潮流控制和故障限流。 

本发明采用以下技术方案： 

方案1、在用于单相电力连接线时，本发明阻抗投切装置的结构如下：第一开关、第二开关、第一二极管和第二二极管组成可控桥；第一开关和第二开关的阳极连在一起，构成第一直流连接点，第一二极管和第二二极管的阳极连在一起，构成第二直流连接点，第一开关的阴极和第一二极管的阴极连接在一起，构成第一交流连接点，第二开关的阴极和第二二极管的阴极连接在一起，构成第二交流连接点；第一交流连接点与投切阻抗的一端相连，构成第一对外连接点；第二交流连接点与投切阻抗的另一端相连，构成第二对外连接点；压敏电阻的两端分别与第一直流连接点和第二直流连接点相连；第一电阻和电容构成吸收电路，第一电阻一端与第一直流连接点相连， 另一端与电容的一端相连，电容的另一端与第二直流连接点相连；第三开关、第二电阻和第三二极管构成过电压保护电路，第三开关的阳极与第一直流连接点相连，第三开关的阴极与第三二极管的阴极相连，构成第三交流连接点，第三二极管的阳极与第二直流连接点相连，第二电阻的一端与第三交流连接点相连，另一端与第二直流连接点相连；第一开关和第一二极管的位置或互换，第二开关和第二二极管的位置或互换，位置互换后的连接关系为：第一开关和第二开关的阴极与第二直流连接点相连，第一开关和第二开关的阳极分别与第一交流连接点和第二交流连接点相连，第一二极管和第二二极管的阴极与第一直流连接点相连，第一二极管和第二二极管的阳极分别与第一交流连接点和第二交流连接点相连；第一交流连接点和第二交流连接点或通过隔离变压器与对外连接点相连，第一交流连接点和第二交流连接点分别与隔离变压器次边的两端相连，隔离变压器的原边的两端分别与投切阻抗的两端相连，并分别构成第一对外连接点和第二对外连接点。第一开关和第二开关为逆导型开关，所述第一开关和第二开关阳极到阴极的开关状态由外部触发电路来控制，而阴极到阳极始终处于开通状态，所述逆导型开关或者用一个逆阻型开关反并联一个二极管来代替所述的逆导型开关。 

对方案1结构形式的阻抗投切装置的控制方法如下：在旁路状态下，第一开关和第二开关闭合，第一交流连接点和第二交流连接点之间通过第一开关和第二开关形成闭合通路，投切阻抗被旁路，对与投切电路相串联的线路不产生影响；在需要进行阻抗投切时，关断第一开关和第二开关，可控桥等效为一个单相不控整流桥，线路电流一部分流过投切阻抗，另一部分通过可控桥向吸收电路的电容充电，当电容上的电压充电至最大值时，电容电压将不再改变，通过可控桥的电流接近于零，投切阻抗被串入线路；在投切过程中，如果可控桥的直流端出现过电压，第三开关闭合，可控桥的直流端电压通过第二电阻放电，若电压进一步升高，压敏电阻击穿，并保证可控桥直流端电压不超过压敏电阻的击穿电压；在投切状态到旁路状态的转换过程中：第一开关和第二开关闭合，第三开关闭合对电容放电，第三开关将电容的电放掉后重新断开，以为下一次投切过程作准备。