[发明专利]一种混合式短路故障限流器及限流方法

说明书

本发明涉及一种混合式短路故障限流器及限流方法，由电流转移支路和故障限流支路组成。电流转移支路，由快速机械开关和电力电子开关串联组成。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。故障时，转移支路上的开关动作，电流转移到故障限流支路。故障限流支路，由双分裂电抗器和开关组成，其中，双分裂电抗器的第一绕组与开关串联后，与第二绕组并联。稳态时开关闭合，故障限流支路呈现低阻抗，故障时开关断开，故障限流支路呈现高阻抗。本发明通过电流转移支路和故障限流支路的配合，降低了正常运行时限流器的损耗，同时利用双分裂电抗器实现故障限流，提高了限流器运行的经济性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种混合式短路故障限流器及限流方法，属于输配电网的故障限流技术领域。

背景技术

国民经济的快速发展，带动了社会对电力需求的不断增长，传统输配电网难以满足系统容量的要求。以此同时，各大型城市、工业中心和居民楼宇等对电能质量的要求也更加苛刻。为了解决上述问题，电力系统需要不断的升级改造。电力系统的电压等级越来越高，电力容量越来越大，各区域电力系统之间的互联越来越强，使得各级电网中的短路水平不断提高，短路故障对电力系统及其相连的电气设备的破坏性也越大。目前，世界上广泛采用断路器对故障电流全额开断。然而，采用全额开断故障电流将让断路器的价格昂贵，且其价格随额定开断电流的增加而迅速上涨，这将较为严重的限制电力系统容量的增长。

短路故障限流器是解决上述问题的一个重要手段。理想的故障限流器在系统稳态时，阻抗接近于零，对系统的影响极小。系统故障时，故障限流器的阻抗迅速增大，限制短路故障电流上升。目前，基于材料特性及其技术突破，提出并发展了多种限流器，包括PTC限流器、谐振限流器、固态限流器、超导限流器等。PTC型限流器的限流容量小，难以具备在实际电网中的应用前景。固态限流器随着容量的增加，串联的电力电子开关器件也随之增多。在高压大容量系统中应用，存在通态损耗过高、成本价格昂贵，可靠性低等局限性。超导限流器由于超导材料的限制，需要低温冷却装置，可靠性难以保证，并且成本价格昂贵。专利《一种短路故障限流器》中提出利用双分裂电抗器进行限流的方法，如图1所示，其工作原理是：该限流器由双分裂电抗器、串联电抗器和并联电容器等组成，稳态时双分裂电抗器非对称运行，限流器形成谐振，对电网影响较小；电网发生故障时，分裂电抗器中的另一个电抗器也投入，使其对称运行以短接并联电容器，限流器阻抗增大，限制短路电流的上升。虽然该方法能够快速可靠的限制故障电流，但是，由于稳态时串入了较多的电抗器，使其通态时损耗过高。本发明在此基础上，通过电流转移支路和故障限流支路相并联，稳态时电流从电流转移支路流过，几乎对系统稳态运行不造成影响，从而克服该类型限流器通态损耗过高的问题。

发明内容

本发明技术解决问题：克服已有技术的不足，提供一种混合式短路故障限流器及限流方法，本发明通过电流转移支路和故障限流支路相配合，降低了正常运行时限流器的损耗，同时利用双分裂电抗器实现故障限流，提高了限流器运行的经济性和可靠性，能够有效限制电网故障电流。

本发明采用的技术方案之一：一种混合式短路故障限流器，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。

本发明采用的技术方案之二：一种混合式短路故障限流器，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。

本发明采用的技术方案之三：一种混合式短路故障限流器，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。