[发明专利]一种短路故障限流装置

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。但目前所采用的限流装置，都需要额外的直流系统为超导直流线圈供电，以使正常工作时铁芯处于深度饱和状态，致使限流器制造成本增加，体积增大，可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种短路故障限流装置，该装置结构简单、体积小、成本低，不需要直流系统和超导直流线圈，可以有效限制故障电流的上升率和峰值。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种短路故障限流装置，包括安装在配电柜中的限流电抗器、补偿电容器、避雷器、氧化锌非线性电阻及智能保护系统，所述限流电抗器经氧化锌非线性电阻与补偿电容器串联，所述限流电抗器的两端并联有支路开关，所述支路开关通过安装在配电柜中的控制器控制其开断，所述避雷器并联在氧化锌非线性电阻和补偿电容器的两端，所述智能保护系统用于保护补偿电容器不被烧坏。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述智能保护系统包括双向可控硅，所述双向可控硅并联在补偿电容器与氧化锌非线性电阻的两端。

所述智能保护系统还包括高速涡流开关，所述高速涡流开关并联在双向可控硅的两端。

所述高速涡流开关为真空灭弧断路器。

所述支路开关为真空灭弧断路器。

由上述技术方案可知，本发明结构简单、安全可靠，体积小、成本低，不需要直流系统和超导直流线圈，可以有效限制故障电流的上升率和峰值。通过串联补偿电容器，以补偿线路的分布感抗，提高系统的稳定性，改善线路的电压质量，加大送电距离和增大输送能力，提高了电能的综合利用率。负载回路中串接的限流电抗器通过智能控制系统控制其投退，使得在正常供电运行状态下，限流电抗器被支路开关短接，无论负载如何变化，使用户负载端电压等于母线电压。限流电抗器被支路开关短接后，不会给用户造成任何的经济负担，在额定运行状态下，实现限流电抗器零损耗的经济目的。

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，本实施例的短路故障限流装置，包括安装在配电柜中的限流电抗器1、补偿电容器3、避雷器6、氧化锌非线性电阻7及智能保护系统，限流电抗器1经氧化锌非线性电阻7与补偿电容器3串联，限流电抗器1的两端并联有支路开关4，支路开关4通过安装在配电柜中的控制器控制其开断，避雷器6并联在氧化锌非线性电阻7和补偿电容器3的两端，智能保护系统用于保护补偿电容器3不被烧坏。

智能保护系统包括双向可控硅2和高速涡流开关5，双向可控硅2并联在补偿电容器3与氧化锌非线性电阻7的两端。该高速涡流开关5并联在双向可控硅2的两端。本实施例中，高速涡流开关5和支路开关4均采用真空灭弧断路器。

工作原理如下：当线路发生短路故障时，线路电流超过正常运行允许范围时，高速涡流开关5快速将串联补偿电容器1短接，确保串联补偿电容器1的安全；同时把限流电抗器1串联回路中，使限流电抗器1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，避免短路故障的进一步扩大。当补偿电容器3的端电压超过可双向控硅2导通电压时，该双向可控硅2导通，从而把补偿电容器3短接，防止补偿电容器3因过压而损坏；当补偿电容器3被保护后，氧化锌非线性电阻7立即对补偿电容器3放电，释放补偿电容器3内的电能；当双向可控硅2通过的电流小于续流电流时，双向可控硅2立即断开，此时高速涡流开关5合闸，该补偿电容器3由高速涡流开关5保护；当短路故障切除后，线路电流返回正常值时，控制器发出分闸命令，高速涡流开关5断开，使补偿电容器3投入线路运行。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。