[发明专利]一种短路故障限流器

说明书

技术领域

本发明涉及短路电流限制技术领域，尤其涉及一种短路故障限流器。

背景技术

由于电力系统的不断发展，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长，低阻抗大容量变压器在现代化低压配电系统中的应用不断增长以及配电网络的不断发展，以及大电网互联和跨国互联日益发展,使得现在大电力系统各级电压电网中的短路电流、短路容量有日益增加的趋势。这就要求电网内各种送变电设备，诸如断路器开关设备、变压器、互感器以及变电站的母线、构架、导线和支承绝缘子和接地网等，必须满足短路电流水平提高所带来的更苛刻的要求。

电力系统发生短路时，电流急剧增加，例如发电机出线端处三相短路时，电流的最大瞬时值可高达额定电流的十几倍甚或数十倍，从绝对值来讲可达上万安培，甚至几十万安培，与此同时，系统中的电压将大幅度下降，例如系统发生三相短路时，短路点的电压降到零，短路点附近各点的电压也将明显降低。

目前国内外电力系统中限制短路电流的措施有很多，主要有：保证电力系统各电压等级均衡发展，低电压电网分片区运行，改变电网的运行方式，母线分列运行或者是母线分段运行，在电网中采用高阻设备，变压器采用中性点经小电抗接地和采用故障电流限制器等方法。目前应用最多的也是最有效的方法是在电力系统中串入故障限流器，这种方法具有结构简单，不需要改变电力系统原有的网络，价格低廉和限制短路电流效果明显等特点。

近年来电力电子技术的发展使得将电力电子器件应用在短路电流限制器中成为可能。电力电子器件具有功耗低，开关速度快，体积小等特点，故障发生时，晶闸管在电流过零时导通，不会引起过电压和附加震荡。电力电子器件价格的逐渐降低推动了其在故障限流器中的应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种短路故障限流器，以限制故障状态下短路电流的目的，此外还具有在系统正常运行时减小线路无达到功损耗的目的。该限流器具有结构简单，成本低廉的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的方案是：

一种短路故障限流器，包括串联连接的避雷器与电感L1，所述避雷器并联连接电容C1，所述避雷器并联连接电容器组C2，所述电容器组C2的电容量是能够调节的，所述避雷器并联连接由电感L2与晶闸管T1组成的串联电路，所述晶闸管T1反向并联连接晶闸管T2。

所述电容器C2由若干个彼此并联连接的由晶闸管Ki与电容Ci组成的串联电路组成。

路故障限流器；三个所述的单相的短路故障限流器分别接入三相电源与三个负载之间，构成三相短路故障限流器。

本发明的有益效果为：

1、采用容量动态可调的电容器组与限流电抗器配合，实现了在电路正常工作时，通过调节串入电路的电容器的个数来调节对线路电抗大小的补偿度。

2、电抗器和电容器在电网稳态运行时，处于谐振状态、阻抗小、稳态电能损耗小，对电网不造成压降和谐波干扰。

3、晶闸管在正常状态下处于关段状态，减少了系统的稳态损耗。

4、电容器容量动态可调，在正常状态下，可以动态调节串入电路的电容器容量，从而调节对线路感抗的补偿程度。

5、电容器容量动态可调，在故障状态下，可以动态调节串入电路的电容器容量，从而改变故障限流器串入电路的感抗大小。

6、电路中避雷器的作用是限制电力系统的过电压，起到保护电容器的作用。避雷器在正常状态下呈高阻态，当电容器两端的电压达到避雷器的导通电压时，避雷器呈现低阻态，限制电容器两端的电压。当电容器两端的电压恢复时，避雷器又恢复至高阻态。

附图说明

图1为本发明具体实施的电路原理示意图；

图2为本发明在单相电路中的连接示意图；

图3为本发明在三相电路中的连接示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种短路故障限流器，包括串联连接的避雷器与电感L1，避雷器并联连接电容C1，避雷器F并联连接电容器组C2，电容器组C2的电容量是能够调节的，避雷器并联连接由电感L2与晶闸管T1组成的串联电路，晶闸管T1反向并联连接晶闸管T2。电容器C2由若干个彼此并联连接的由晶闸管Ki与电容Ci组成的串联电路组成。i为大于等于3的正整数。

反向并联连接是指，晶闸管T1阴极与晶闸管T2的阳极处于同一个节点，晶闸管T1阳极与晶闸管T2的阴极处于同一个节点。