[发明专利]一种混合式短路故障限流器及限流方法

权利要求书

1.一种混合式短路故障限流器，其特征在于：包括电流转移支路和故障限流支路；电流转移支路由快速机械开关和电力电子开关串联组成；故障限流支路由双分裂电抗器和开关组成，双分裂电抗器的第一绕组与所述开关串联后，与第二绕组并联。

2.一种混合式短路故障限流器，其特征在于：包括电流转移支路和故障限流支路；电流转移支路由快速机械开关和电力电子开关串联组成；所述故障限流支路由若干个相同的故障限流模块串接构成，其中故障限流模块由双分裂电抗器和开关组成，双分裂电抗器的第一绕组与所述开关串联后，与第二绕组并联。

3.一种混合式短路故障限流器，其特征在于：包括电流转移支路和故障限流支路；电流转移支路由快速机械开关和电力电子开关串联组成；所述故障限流支路先由双分裂电抗器进行分流，各分流支路分别串联一个故障限流模块后并接，其中故障限流模块由双分裂电抗器和开关组成，双分裂电抗器的第一绕组与所述开关串联后，与第二绕组并联。

4.根据权利要求1-3任意之一所述的混合式短路故障限流器，其特征在于：所述电力电子开关为固态开关，所述固态开关由一对反向串联的电力电子开关器件组成，其中，电力电子开关器件由IGBT及其反向并联的二极管组成、或IGCT及其反向并联的二极管组成、或GTO及其反向并联的二极管组成。

5.根据权利要求1-3任意之一所述的混合式短路故障限流器，其特征在于：所述双分裂电抗器由第一绕组、第二绕组和铁芯组成；所述第一绕组和第二绕组匝数相同、异名端相连、磁通方向相反，并通过闭合铁芯形成闭合磁路，提高所述第一绕组和第二绕组的磁场耦合能力。

6.根据权利要求1-3任意之一所述的混合式短路故障限流器，其特征在于：所述故障限流支路中的开关是快速机械开关，或是反并联晶闸管组，或是可控间隙，或是避雷器，或是饱和电抗器，或是它们的不同组合。

7.一种如权利要求1-3任意之一所述混合式短路故障限流器的限流方法，其特征在于：电网稳态时，电流从电流转移支路流过，减小了正常运行时的损耗；电网发生短路故障时，电流转移支路上的开关动作，电流转移到故障限流支路；电网稳态时故障限流支路上的开关闭合，故障限流支路呈现低阻抗，等效电感为μH量级，故障时电流转移到故障限流支路后，故障限流支路上的开关断开，故障限流支路呈现高阻抗，等效电感为mH量级。

8.一种如权利要求1所述混合式短路故障限流器的限流方法，其特征在于：电网稳态时，电流转移支路上的快速机械开关和电力电子开关处于闭合状态，故障限流支路上的开关也处于闭合状态；此时双分裂电抗器的第一绕组和第二绕组上通过的电流相等，磁通方向相反而抵消，双分裂电抗器的等效阻抗很小，然而由于电流转移支路的阻抗接近于零，稳态时绝大部分电流都从电流转移支路上流过，所述混合式短路故障限流器对电网稳态运行时几乎不造成影响；电网发生短路故障时，电网电流迅速增大，当流过电流转移支路的电流超过设定的阈值时，电流转移支路上的快速机械开关和电力电子开关动作，使得故障电流转移到了故障限流支路上；故障限流支路上的开关延迟一段时间，保证故障限流支路上的快速机械开关的电弧不会重燃；当电流转移到故障限流支路，并延迟一段时间后，故障限流支路上的开关动作，使得流过双分裂电抗器第一绕组和第二绕组上的电流大小不等，磁通无法抵消，双分裂电抗器的等效阻抗迅速增大，等效电感从μH量级上升到mH量级，以此来快速限制短路故障电流的上升。