[发明专利]一种基于可关断阀的强迫电流转移型混合式限流器

说明书

技术领域

本发明涉及交直流输电及电力电子技术领域，具体涉及一种基于可关断阀的强迫电流转移型混合式限流器。

背景技术

电力系统故障后产生的故障电流会对电力设备的正常运行造成极大地电流冲击，使得电力设备承受较大的热应力和电动力，并在电力系统的感性设备上产生较高的过电压。同时，故障电流会对电流分断设备的研制提出极高的技术要求，例如直流断路器等电流分断设备。

目前一般在电力系统中安装电流限制器起到降低故障电流的目的。传统的故障电流限制器主要为超导限流器，但由于超导材料需要在极低温度下才能起作用，电力系统正常运行过程中的稳态电流会在超导材料上产生较大的热损耗，容易造成超导失超现象，因此需要对其进行低温冷却，这又降低了超导限流器的可靠性。

文献《电力系统故障电流限制器研究综述》提出的一种电弧电流转移型限流器，未采用超导材料而是采用真空开关结合放电间隙电弧电压控制的技术方案转移故障电流，克服了超导材料热损耗和可靠性低的缺陷，但是这种电弧电流转移型限流器可转移的电流受到电弧电压和引线杂散电感的影响较大，当电弧电压很低时故障电流很难被转移。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于可关断阀的强迫电流转移型混合式限流器。

本发明的技术方案是：

所述混合式限流器包括分别并联的限流支路、稳态通流支路、电弧电流处理支路和避雷器支路；

所述限流支路包括串联的限流电阻和电抗器；

所述稳态通流支路包括超高速机械开关，用于传输负荷电流和转移故障电流；

所述电弧电流处理支路包括全桥电路，用于辅助所述稳态通流支路转移故障电流。

本发明进一步提供的优选技术方案为：所述全桥电路包括分别并联的第一支路、第二支路和第三支路；

所述第一支路包括串联的可关断阀单元和二极管，所述第二支路包括串联的谐振电感和电容器；所述第三支路包括串联的可关断阀单元和二极管；

所述稳态通流支路的一端连接于所述第一支路中可关断阀单元与二极管之间，另一端连接于所述第二支路中可关断阀单元与二极管之间。

本发明进一步提供的优选技术方案为：

所述电容器的正极与谐振电感连接，负极分别与所述第一支路和第二支路中二极管的负极连接。

本发明进一步提供的优选技术方案为：所述第一支路和第二支路的可关断阀单元均包括多个串联的晶闸管；

所述晶闸管的串联数量依据所述混合式限流器待接入电力系统的电压等级确定。

本发明进一步提供的优选技术方案为：当电力系统正常运行时控制所述混合式限流器工作于正常运行模式，传输所述电力系统的负荷电流，具体包括：

闭合稳态通流支路的超高速机械开关，闭锁电弧电流处理支路的可关断阀单元。

本发明进一步提供的优选技术方案为：当电力系统发生故障时控制所述混合式限流器工作于故障运行模式，转移所述电力系统的故障电流，具体包括：

断开稳态通流支路的超高速机械开关；

检测所述超高速机械开关的分断开距，当所述分断开距达到额定开距时触发电弧电流处理支路的可关断阀单元导通，所述电弧电流处理支路的电容器向所述超高速机械开关放电熄灭电弧；

检测所述电容器的端电压，当所述端电压为零时闭锁所述可关断阀单元。

与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种基于可关断阀的强迫电流转移型混合式限流器，当电力系统发生故障时，电弧电流处理支路可以向稳态通流支路注入反向电流，使得超高速机械开关不受电弧电压影响能够可靠分断；

2、本发明提供的一种基于可关断阀的强迫电流转移型混合式限流器，电弧电流处理支路可以实现对电容器进行双向充电，即当故障电流流向不同方向时电容器均可以向其注入反向电流，辅助稳态通流支路的超高速机械开关熄灭电弧。同时，通过闭锁可关断阀单元可以快速切断流过电容器的故障电流；

3、本发明提供的一种基于可关断阀的强迫电流转移型混合式限流器，超高速机械开关的触头接触电阻极低，产生的电压降和损耗极低，即降低了负荷电流损耗。

附图说明

图1：本发明实施例中一种基于可关断阀的强迫电流转移型混合式限流器的拓扑示意图；

图2：本发明实施例中混合式限流器处于正常运行模式时的状态示意图；

图3：本发明实施例中一种电容器放电示意图；

图4：本发明实施例中另一种电容器放电示意图；