[发明专利]混合励磁式的经济型三相磁饱和故障限流器

说明书

本发明涉及一种混合励磁式的经济型三相磁饱和故障限流器，包括磁芯、线圈绕组、三个限流电感和直流励磁电源，磁芯包括中间带气隙的两柱和位于中柱两边的左边A、B、C三相边柱、右边三A、B、C三相边柱，线圈绕组包括绕制在左边A柱上的第一线圈和第二线圈，绕制在左边B柱上的第三线圈和第四线圈，绕制在左边C柱上的第五线圈和第六线圈；绕制在右边A柱上的第七线圈和第八线圈，绕制在左边B柱上的第九线圈和第十线圈，绕制在左边C柱上的第十一线圈和第十二线圈；本发明将三相限流器集成，对于各种故障类型的短路电流有良好的限制效果，而且极大的节约了磁性材料以及安装占地。而且铁芯中的损耗也被大大降低。

技术领域

本发明属于高压电器设备技术领域，涉及一种用于限制交流输电网故障电流的设备，具体来说涉及一种混合励磁式的经济型三相磁饱和故障限流器

背景技术

随着我国经济的快速持续发展，用电需求量不断增加，电力系统规模也随之日益增大。电力系统电网容量的不断增大，随之带来的也有系统中短路电流水平不断增加，部分短路故障电流水平甚至超过断路器的遮断容量，且上升趋势越来越明显，这严重威胁电力系统的安全稳定运行。目前，限制电网短路电流水平的主要措施有：提升电压等级，实现电网分层分区管理；串联电抗器；安装故障限流器。提升电压等级和串联电抗器都存在各自的局限性与缺陷，因此不能广泛使用。短路故障限流器则克服了相关局限性，但仍然存在提升的空间。

随着故障限流器的发展，现有以下几种最为常见的类型：固态故障限流器，超导故障限流器，磁饱和型故障限流器。固态故障限流器对其所使用的半导体器件要求较高，在故障发生时半导体器件必须能够承受较高的过电压，大量电力电子器件的使用使得装置成本较高且可靠性较差。超导故障限流器，超导体的应用则常常是在磁饱和型限流器中用来饱和铁芯的，但是其对维护技术的高要求以及高昂的造价大大限制了超导技术的实际应用。磁饱和型故障限流器，存在的一个主要问题就在于目前所提出的磁饱和型故障限流器多为单相结构，在电力系统中需要同时使用三个来对故障电流进行限制，这会造成大量的磁性材料的浪费，以及庞大的占地面积，经济性能较差。

在现有文献1(袁佳歆，《A Novel Three-Phase Compact Saturated-Core FaultCurrent Limiter》，IEEE Transaction on magnetics)中公开了如下一种限流器的结构，如图4，包括一个四柱铁芯以及线圈绕组，永磁体镶嵌在铁芯中对铁芯进行偏置；八个线圈分别缠绕在铁芯的两个芯柱上，在铁芯饱和以及非饱和的状态的阻抗值相差较大；在永磁体偏置作用下，铁芯处于饱和状态，线圈阻抗值较低，对系统影响较小；在较大故障电流作用下，两个口字型铁芯中的铁芯交替退出饱和，相应的缠绕在两个铁芯上的线圈的阻抗值交替发生变化，使限流器串入系统的阻抗值增大，起到限流作用。但由于三相绕组的相互影响导致其只能用来限制单相故障电流，而对三相故障电流的限制效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种较现有文献1所述结构更加合理，在电力系统发生各种短路故障时都能有效的限制短路电流，在电力系统中更为实用化的三相故障限流器。

为解决上述技术问题，提出将三相铁芯在线圈处分离，在横轭处相连接，可实现对电力系统不同故障类型短路电流的限制，同时减少了铁磁材料的用量和使用时的占地面积。

本发明所采用的技术方案是：