[实用新型]多功能短路电流限制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电网中输配电技术领域，具体地说，是在输配电线路出现短路故障时对短路冲击大电流进行有效抑制的多功能短路电流限制器。

背景技术

随着电网的迅猛发展，单机和发电厂容量、城市运转与工业生产的负荷及其密度的持续增加，以及各类分布式电源的广泛并网和各级电网间的深度互联，电网中的短路电流水平日趋增大，从而给线路输电能力的发挥和系统的高效运行带来了极大限制。

特别地，在电网中的某些地区其短路电流水平已经逐渐逼近甚至超过断路器的遮断容量，并且具有显著的上升趋势，从而对电网的安全稳定运行构成了严重威胁。

为了确保电网中相关设备的安全，降低断路器的遮断容量，促进电网的持续健康发展，迫切地需要对电网中的短路电流展开行之有效的限制。传统限流方式如环网解列、母线分段及直流联网等在不同程度地限制短路电流的同时，也给电网的运行和管理造成了不小的负面影响，而短路电流限制器凭借独特的优势引起了广泛关注和深入研究。

近年来，在短路电流限制器研究领域中较为热门的有超导限流器、PTC热敏电阻型限流器、弧驱动型限流器、液态金属型限流器、电力电子开关型限流器以及复合型限流器等。

在各类新型短路电流限制器的研究和设计成果不断取得的同时，相关成果却基本停留在理论阶段，并没有取得大规模的运用。主要原因在于当前所提出的短路电流限制器往往只是在电网出现短路故障时才发挥自身的效用，其利用效率不高。

另外，在电网正常运行时，短路电流限制器也会产生较大损耗。从而在一定程度上限制了该类短路电流限制器在实践中的应用和推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能短路电流限制器，以解决现有短路电流限制器功能过于单一及不利于推广使用的难题。

为此，本实用新型提供了一种多功能短路电流限制器，包括变压器、滤波电路、三相换流器、双向DC/DC变流器以及超级电容器储能装置，其中，所述变压器的初级线圈电连接至电网三相线路；所述滤波电路位于所述变压器的次级线圈和所述三相换流器的交流侧之间，用于滤除谐波；所述三相换流器的交流侧与所述滤波电路相连，所述三相换流器的直流侧通过两个完全相同的电容C1和C2串联来稳定电压，所述三相换流器为电压源型换流器，其各相上、下桥臂的全控型开关T1、T2、T3、T4、T5、T6均采用IGBT，每个IGBT并联一个续流二极管；以及所述双向DC/DC变流器作为超级电容器储能装置和所述三相换流器直流侧之间的接口，用于控制电能在电网和超级电容器储能装置之间的流动方向。

进一步地，上述电容C1和所述电容C2之间的连接点构成所述三相换流器直流侧母线电压的中点，该中点与所述变压器次级线圈的三相公共端相连接。

进一步地，上述双向DC/DC变流器包括全控型开关T7和全控型开关T8。

进一步地，上述全控型开关T7、T8均采用MOSFET管，每个MOSFET管并联一个续流二极管。

进一步地，上述超级电容器储能装置由超级电容器单体串并联后形成的阵列构成。

进一步地，上述滤波电路由LCL滤波电路和LC滤波电路共同组成。

根据本实用新型的短路电流限制器在电网发生短路故障时可以对短路电流实施有效的抑制，在电网非故障运行中能够稳定电网电压、调节系统潮流和解决电能供需不平衡等问题，实现了短路电流限制器功能的多样化，大幅提高了设备的利用率，可在不同工况下保障电网的安全、可靠及稳定运行，从而具备较高的应用和推广价值。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型一实施例的多功能短路电流限制器的主电路的示意图；以及

图2是本实用新型中超级电容器储能装置的内部示意图。

附图标记说明

1、系统电源； 2、电源电抗；

3、断路器； 4、变压器；

5、负载； 6、滤波电路；

7、三相换流器； 8、双向DC/DC变流器；

9、超级电容器储能装置。

具体实施方式