[发明专利]故障电流限制器

说明书

技术领域

本说明书涉及故障电流限制器，且更具体地，涉及如下的故障电流限制器：其通过检测流至限流阻抗单元的故障电流并相应地切换故障电流的流动路径，从而能够防止故障电流阻抗单元由于故障电流而损坏。

背景技术

通常，故障电流限制器(FCL)自身不具有阻断能力。因此，FCL允许有限的故障电流流动，直至安装在系统中的断路器阻断该故障电流。在典型的保护配合中，如图1所示，对于故障F2，应当由第二断路器CB2阻断故障电流。当CB2由于出现问题而失灵时，第一断路器CB1作为备用保护而操作。并且，对于故障F1，由CB1阻断故障电流。因此，甚至考虑了由于CB2失灵而引起通过CB1的备用保护所花费的阻断时间来设计和制造常规FCL阻抗的热容量。在图1所示的系统中，由于CB2失灵而实行CB1的备用保护，因此正常的保护配合系统应当运行。然而，当即使作为备用保护进行操作的CB1由于其失灵而未能阻断故障电流时，超过基准值的电流流至基于常规的正常保护配合系统而设计的FCL的阻抗。因此，FCL的阻抗的热容量增大到超过设计值。这很可能会导致对FCL的损坏并甚至导致系统出现问题。

发明内容

因此，详细说明的方案是提供故障电流限制器，其能够以检测流至限流阻抗单元的故障电流、测量其限流阻抗单元的热容量并相应地限制流至限流阻抗单元的故障电流的方式来克服保护配合系统中的保护和设计限流阻抗的问题，这些问题正是现有技术中的局限性。

为了实现这些和其他优点并根据本说明书的目的，正如在此具体实施和宽泛描述的，提供了故障电流限制器(FCL)，其包括：第一切换单元，其被配置为阻断所施加的故障电流并且切换故障电流的流动路径；限流阻抗单元，其被配置为限制故障电流；第二切换单元，其被配置为切换连接到限流阻抗单元的故障电流的流动路径以使得流向限流阻抗单元的故障电流可受到限制；以及控制器，其被配置为检测故障电流，将检测结果与预设基准值进行比较，并根据比较结果控制第二切换单元。

在本文公开的一个示例性实施例中，故障电流可以是接地故障电流、短路电流和过载电流中的其中一个。

在本文公开的一个示例性实施例中，当施加故障电流时，第一切换单元可以允许故障电流流至限流阻抗单元。

在本文公开的一个示例性实施例中，第一切换单元可包括：超导体，其被配置为以其电阻值通过故障电流而增大的方式阻断故障电流的流动；和触点切换部，其被配置为切换流向限流阻抗单元的故障电流的流动路径。

在本文公开的一个示例性实施例中，限流阻抗单元可以包括至少一个限流阻抗元件。

在本文公开的一个示例性实施例中，第二切换单元可以包括并联连接至限流阻抗单元的电流流动部，以及串联连接至限流阻抗单元的辅助阻抗部。

在本文公开的一个示例性实施例中，电流流动部可以是故障电流为进行流动被旁路至的流动路径。电流流动部可被配置为在正常情况下断开并且在操作过程中闭合的开关元件。

在本文公开的一个示例性实施例中，辅助阻抗部可以包括：至少一个辅助限流阻抗元件；和转换开关部，其被配置为切换限流阻抗单元与至少一个辅助限流阻抗元件中的每个之间的连接。

在本文公开的一个示例性实施例中，预设基准值可以是根据限流阻抗单元的最大额定容量而设定的基准值。

在本文公开的一个示例性实施例中，控制器可以包括CT，其被配置为检测故障电流，以便于测量故障电流的大小和持续时间以及限流阻抗单元的热容量。

在本文公开的一个示例性实施例中，当测量结果超过预设基准值时，控制器可以控制第二切换单元来限制流至限流阻抗单元的故障电流。

在本文公开的一个示例性实施例中，控制器可根据检测结果超过预设基准值的程度来控制第二切换单元的操作。

本文公开的故障电流限制器(FCL)可以通过检测流至限流阻抗单元的故障电流、测量限流阻抗单元的热容量和根据热容量限制流至限流阻抗单元的故障电流，来防止限流阻抗单元由于故障电流而受到损坏。

在本文公开的FCL中，通过限制流至限流阻抗单元的故障电流的方式来防止限流阻抗单元因故障电流而受到损坏，可致使防止因损坏的限流阻抗单元而引起的事故扩大。

在本文公开的FCL中，通过防止限流阻抗单元因故障电流而受到损坏的方式来防止因损坏的限流阻抗单元而导致的事故扩大，可致使实现系统和线路保护的稳定。

在本文公开的FCL中，通过防止限流阻抗单元因故障电流而受到损坏的方式来防止因损坏的限流阻抗单元而导致的事故扩大，可致使利于与其他设备的保护配合。