[实用新型]一种新型的零磁通短路电流限制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统输配电技术领域，具体涉及在输电线路发生短路故障产生大电流时对其进行有效限制的一种新型的零磁通短路电流限制器。

背景技术

随着社会和科技水平的不断快速进步，电力系统的装机容量随之日益增加，随着互联网和物联网技术的发展，电力系统的互联程度也越来越高，而这些技术的进步也使得电网系统中的短路阻抗相对减小而短路电流等级却急剧增大。为了降低短路电流，必须采用分割系统或者增设限流设备，而电力系统分割需要对电网整体进行规划和调度，且有可能会引起系统振荡和更大的故障。因此，采用故障限流器来对短路电流进行限制显得更加必要和迫切。

限流器的设计方案数十种以上，归纳起来主要分为两大类：超导型短路电流限制器，串联谐振型短路电流限制器。由于技术和经济成本各方面的因素，当前商业化应用的超高压短路电流限制器并不多，而超导型短路电流限制器应用于超高压输电线路还面临重重困难，主要原因是超导材料在高压下稳定性可靠性难以保证；串联谐振型短路电流限制器则存在着电容承压过高，增加无功损耗以及设备体积大成本高等缺陷。

实用新型内容

针对现有短路电流限制器的不足，本实用新型提出一种新型的零磁通短路电流限制器，以解决当前电力网短路电流限制领域存在的难题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：一种新型的零磁通短路电流限制器，包括一次侧电流互感器（2）、一次侧绕组线圈（3）、电流检测与控制装置（5）、二次侧电流互感器（6）、电容（7）、二次侧绕组线圈（8）、逆变器（9）以及铁芯（10），所述一次侧电流互感器（2）和二次侧电流互感器（6）均采用母线式电流互感器。

本实用新型的进一步设置为：所述铁芯（10）材料采用钕。

本实用新型的进一步设置为：所述逆变器（9）中选择IGBT型固态开关作为快速开关。

本实用新型的进一步设置为：所述电流检测与控制装置（5）以DSP为核心，通过SVPWM控制逆变器（9）。

本实用新型的有益效果是：该新型的零磁通短路电流限制器对于正常运行状态下输配电系统的影响微乎其微；当系统发生短路故障时，该新型的零磁通短路电流限制器可以迅速检测到故障并在故障电流达到第一个波峰前发生动作，减小了断路器的工作压力；同时该新型的零磁通短路电流限制器成功摒弃直流偏置系统，而且使用三个铁芯便可实现三相保护，降低了成本、体积和重量。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

图2为本实用新型中由一次侧绕组线圈、二次侧绕组线圈及铁芯构成的变压器结构图。

其中，1.系统电源，2.一次侧电流互感器，3.一次侧绕组线圈，4.负载，5.电流检测与控制装置，6.二次侧电流互感器，7.电容，8.二次侧绕组线圈，9.逆变器，10.铁芯。

具体实施方式

为了更明确地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简要的介绍，但要求保护的范围并不限于此。

如附图1所示，一种新型的零磁通短路电流限制器，包括一次侧电流互感器2、一次侧绕组线圈3、电流检测与控制装置5、二次侧电流互感器6、电容7、二次侧绕组线圈8、逆变器9和铁芯10。一次侧电流互感器2与二次侧电流互感器6将测得的一、二次线路上的电流传送到电流检测与控制装置5。电流检测与控制装置5以DSP为核心，通过SVPWM控制逆变器9。逆变器9在系统正常工作时产生一个与一次侧电流方向相反且成比例的补偿电流注入二次侧绕组线圈8，通过注入二次侧电流使铁芯10内主磁通为零，使得一次侧绕组线圈3呈现低阻抗性，从而不影响系统正常运行。在系统故障时不产生二次侧电流，使串联于系统的一次侧绕组线圈3由于励磁阻抗的作用而呈现高阻抗性，从而有效抑制短路电流。采用一个电容7并接于逆变器9来提供稳定的直流电源。

如附图2所示，本实用新型中变压器结构由一次侧绕组线圈3、二次侧绕组线圈8及铁芯10构成。系统选择钕作为铁芯10材料，钕具有较大的矫顽力且磁通密度也足够大，铁芯截面积设计为20cm20cm，磁路长度为2.3m，线圈匝数都为6。铁芯10选择有气隙型，由于气隙的存在，空载电流占额定电流的比例比其它结构变压器大的多，因此在抵消基波主磁通方面更加易于实现，而且可实现铁芯10磁导保持线性。