[发明专利]基于桥式电路的短路故障限流系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于桥式电路的短路故障限流系统及控制方法。

背景技术

电能是广泛应用于工业和人们日常生活中的一种基础能源。近年来，随着我国工业化的迅速发展，变速传动和电力电子设备在工业中大量增加的使用，以及电力系统大量增加使用电力电容器，使得电能质量和谐波问题越来越受到关注。非线性、冲击性等负荷不仅引起了电压波动、无功功率增加和三相不平衡等危害，还给电网中注入大量的谐波，这给电网带来额外负担同时，严重影响电力系统供电质量。一方面由于无功补偿调节不力而使得电网电压偏高或偏低，导致电压幅值达不到电能质量要求。另一方面电力电子装置等负荷的非线性使得电网电压、电流产生畸变，谐波在电网中的含量不断上升，造成了对电力系统安全以及稳定的潜在危害，很大的影响到周边的电气环境，是电网的一大公害。

电力系统运行首要是能够保证安全可靠地发供电，这不仅关系到社会工农业正常生产和社会有序运转，还是保障公民人身财产安全和国家稳定的必要条件。近年来随着光伏、风电等分布式发电技术地不断发展，造成电力系统结构日益复杂和规模不断扩大，从而使得电力系统故障短路电流不断增大。一旦短路故障发生，成千上万安培的故障电流不仅会烧毁电气设备，导致火灾，使得电力系统崩溃瓦解，而且会直接伤害在附近作业群众的人身安全。同时，各种冲击性负荷以及电力电子非线性装置的不断入网，导致系统谐波、电压波动等电能问题不断恶化，直接影响电力系统的稳定可靠运行。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于桥式电路的短路故障限流系统及控制方法，能够抑制电压谐波，提高电网系统电压质量稳定负荷电压，限制故障电流，抑制短路故障发生到继电保护动作之间电网承受大短路电流，提高电网安全性。

第一方面，本发明提供了一种基于桥式电路的短路故障限流系统，包括：

第一级联动态电压补偿电路、第二级联动态电压补偿电路、第三级联动态电压补偿电路和桥式短路故障限流电路；

其中，所述桥式短路故障限流电路包括第一晶闸管桥臂、第二晶闸管桥臂、第三晶闸管桥臂和限流电感桥臂；

所述第一晶闸管桥臂、所述第二晶闸管桥臂、所述第三晶闸管桥臂和所述限流电感桥臂并联连接；

所述第一晶闸管桥臂的中点与所述第一级联动态电压补偿电路的输出端a连接，所述第二晶闸管桥臂的中点与所述第二级联动态电压补偿电路的输出端b连接，所述第三晶闸管桥臂的中点与所述第三级联动态电压补偿电路的输出端c连接，所述限流电感桥臂的中点分别与所述第一级联动态电压补偿电路另一输出端a’连接、第二级联动态电压补偿电路另一输出端b’连接、第三级联动态电压补偿电路另一输出端c’连接。

进一步地，所述系统还包括第一直流源、第二直流源、第三直流源；

所述第一直流源与所述第一级联动态电压补偿电路的输入端连接，用于对所述第一级联动态电压补偿电路供电；

所述第二直流源与所述第二级联动态电压补偿电路的输入端电流连接，用于对所述第二级联动态电压补偿电路供电；

所述第三直流源与所述第三级联动态电压补偿电路的输入端电流连接，用于对所述第三级联动态电压补偿电路供电；

进一步地，所述系统还包括第一输出滤波电路、第二输出滤波电路、第三输出滤波电路；

所述第一输出滤波电路与所述第一级联动态电压补偿电路和电网连接，用于对所述第一级联动态电压补偿电路输出的电压进行滤波，并将滤波后的电压输出到电网；

所述第二输出滤波电路与所述第二级联动态电压补偿电路和电网连接，用于对所述第二级联动态电压补偿电路输出的电压进行滤波，并将滤波后的电压输出到电网；

所述第三输出滤波电路与所述第三级联动态电压补偿电路和电网连接，用于对所述第三级联动态电压补偿电路输出的电压进行滤波，并将滤波后的电压输出到电网。

进一步地，所述第一输出滤波电路包括第一电感、第二电感和第一电容，所述第一电感与所述第一电容并联连接后与所述第二电感串联连接，所述第二电感与所述第一级联动态电压补偿电路的输出端a连接，所述第一电容与所述第一级联动态电压补偿电路另一输出端a’连接，所述第一电感与所述电网连接；

所述第二输出电路包括第三电感、第四电感和第二电容，所述第三电感与所述第二电容并联连接后与所述第四电感串联连接，所述第四电感与所述第二级联动态电压补偿电路的输出端b连接，所述第二电容与所述第二级联动态电压补偿电路另一输出端b’连接，所述第三电感与所述电网连接；