[发明专利]一种超导故障限流器

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统配电设备限流技术领域，具体涉及一种超导故障限流器。

背景技术

随着经济的发展及电负荷的急剧增长，电网容量的增大，不断增大的短路电流对电力系统电气设备的冲击越来越大；同时，现有的断路器的开断能力已难以满足开断巨大短路电流。因此为解决这一重大难题，限流电抗器被串接回路中的方式广泛应用在电力系统输配电系统中。限流电抗器串联在回路中虽可限制短路电流强度，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，以及维持母线电压，避免短路故障的进一步扩大。但串联限流电抗器却有很多不足之处，首先，限流电抗器串联回路中产生巨大的无功损耗也给用户造成很大的经济负担；其次，在选取限流电抗器的电抗值时，往往存在着满足限制短路电流的要求后，额定电流下用户端电压过低的矛盾。电力系统输配电网的长距离输送过程中，输电线路也会产生感抗，实质上已等同形成了一种隐形、潜在的串接用户负载回路中的电抗器，同样造成用户端电压降低，同时又有较大的无功损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超导故障限流器，能有效限制短路电流的强度，大大减小短路电流对电气设备的冲击，在保证用户端电压的同时，又可以实现限流电抗器的零损耗。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种超导故障限流器，包括限流电抗器、与所述限流电抗器相串联的谐振电容器，与所述谐振电容器相并联的避雷器、高速涡流开关及智能保护控制系统，所述智能保护控制系统包括并联在谐振电容器的两端的双向可控硅，及与所述双向可控硅相串联的电感。

作为上述技术方案的进一步改进：

还包括放电阻尼保护系统，所述放电阻尼保护系统包括限流阻尼器和氧化锌非线性电阻，所述限流阻尼器的输入端与所述谐振电容器的进线端相连，其输出端通过氧化锌非线性电阻与所述谐振电容器的出线端相连。

所述限流阻尼器由电感L和电阻R相并联组成。

所述高速涡流开关为真空灭弧式断路器。

由上述技术方案可知，本发明结构简单、使用方便、安全可靠，相对于直接在回路中串接限流电抗器有很大的有益效果，通过双向可控硅和高速涡流开关实现对谐振电容器的双重保护，在避免谐振电容因过压损坏的同时，确保限流电抗器能有效限制短路电流的强度，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，以及维持母线电压，避免短路故障的进一步扩大。放电保护系统针对线路出现大电流时，谐振电容器被短接后，释放谐振电容器内的电能，确保谐振电容器能长期有效的安全运行。

附图说明

图1是本发明的电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，本实施例的超导故障限流器，包括限流电抗器1、与限流电抗器1相串联的谐振电容器3，与谐振电容器3相并联的避雷器7、高速涡流开关5、智能保护控制系统和放电阻尼保护系统，，智能保护控制系统包括并联在谐振电容器3的两端的双向可控硅2，及与双向可控硅2相串联的电感8。该放电阻尼保护系统包括限流阻尼器6和氧化锌非线性电阻4，限流阻尼器6的输入端与谐振电容器3的进线端相连，其输出端通过氧化锌非线性电阻4与谐振电容器3的出线端相连，高速涡流开关5为真空灭弧式断路器。

本实施例中，限流阻尼器6由电感L和电阻R相并联组成。该限流阻尼器6，用于限制谐振电容器3短接保护后电能释放冲击电流，防止谐振电容器3由于过流而损坏。该氧化锌非线性电阻4，能够在谐振电容器短接保护后，迅速吸收谐振电容器释放的电能，确保把谐振电容器3的端电压控制在额定安全运行范围内，确保谐振电容器3能长期有效的安全运行。所以谐振电容器3两端电压能够限制在一个较低的水平，这样谐振电容器3的容量可以极大的缩减，其造价自然会大幅降低，同时设备的体积得到了有效的控制，能大幅降低整套设备造价，使限流电抗器1能广泛应用在电力系统中。

本实施例中，避雷器7用于限制系统过电压，防止过电压对设备产生损坏。高速涡流开关5通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。当线路中出线短路故障时，控制器立即控制高速涡流开关合闸，从而在防止谐振电容器3因过压而损坏，同时保证限流电抗器1能够足够快的串接回路中限制短路电流的强度。本实例中高速涡流开关为涡流驱动，真空灭弧室灭弧断路器。