[发明专利]一种自适应故障电流限流器

说明书

本发明公开了一种自适应故障电流限流器，包括串联连接在端口1和端口2之间的超导故障限流电阻R_SFCL和晶闸管T1；晶闸管T1的阳极连接超导故障限流电阻R_SFCL，阴极连接端口2；还包括耦合电感，耦合电感包括具有互感作用的电感绕组L1和L2；电感绕组L2串联电容C后连接到端口1和端口2之间；电感绕组L2的同名端连接端口1，异名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接端口2；电感绕组L1串联限流电阻R后并联到晶闸管T1的两端；电感绕组L1的异名端连接晶闸管T1的阳极，同名端连接限流电阻一端，限流电阻另一端连接到晶闸管T1的阴极；本发明通态损耗低，在发生短路故障时能够自动将限流电阻和电感串入线路中，能够有效抑制和降低短路故障电流。

技术领域

本发明涉及电气设备及电气工程技术领域，具体涉及一种自适应故障电流限流器。

背景技术

近几年，随着国家对环境保护的重视，加上全球煤炭、石油等不可再生能源的逐渐枯竭，国家加大了对可再生清洁能源的开发利用程度。我国从沿海地区的海上风力发电到西部的太阳能发电等清洁能源工程正在稳步建设中，而这些分布式能源进行远距离输电最好的方式就是高压直流输电。然而由于直流输电系统线路阻抗低，线路发生短路故障时，故障电流上升速度快，幅值高，所以高压直流断路器的设计成为了阻碍高压直流输电发展的主要技术难题之一。

目前，为了解决高压直流断路器开断大故障电流难的技术问题，常采用故障电流限流器配合断路器进行故障电流的开断。故障电流限流器可以限制直流故障电流的发展速度，降低故障电流的幅值，为断路器开断故障赢得响应时间，降低了断路器的设计难度。

直流故障限流器的研究还处于起步阶段，故障限流器的通态损耗问题、发生短路故障时故障限流器的切入问题及其限制故障电流的能力问题等都未能得到有效解决和同时兼顾。所以直流故障限流器的设计技术仍需要得到解决及完善。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供过一种通态损耗低，在发生短路故障时能够自动将限流电阻和电感串入线路中，能够有效抑制和降低短路故障电路的自适应故障电流限流器。

本发明采用的技术方案是：

一种自适应故障电流限流器，包括串联连接在端口1和端口2之间的超导故障限流电阻R_SFCL和晶闸管T1；晶闸管T1的阳极连接超导故障限流电阻R_SFCL，阴极连接端口2；还包括耦合电感，耦合电感包括具有互感作用的电感绕组L1和L2；电感绕组L2串联电容C后连接到端口1和端口2之间；电感绕组L2的同名端连接端口1，异名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接端口2；电感绕组L1串联限流电阻R后并联到晶闸管T1的两端；电感绕组L1的异名端连接晶闸管T1的阳极，同名端连接限流电阻一端，限流电阻另一端连接到晶闸管T1的阴极。

进一步的，所述晶闸管T1反向并联有二极管D1。

进一步的，所述超导故障限流电阻R_SFCL采用超导材料制备。

本发明的有益效果是：

（1）本发明在线路短路故障发生时，能够将电感和限流电阻自动投入线路中，有效抑制了故障电流的增长，为断路器的响应赢得了时间；

（2）本发明通过限流电阻和耦合电感之间的相互耦合能有效降低故障电流的幅值，降低了断路器的设计容量，进而降低了断路器切断故障电流的难度和成本；

（3）本发明电路正常时电流流过处于超导状态的超导故障限流电阻和晶闸管，通态损耗低；

（4）本发明采用半控型器件晶闸管，不仅不需要复杂的控制电路，而且额定电流大，耐压等级高、价格便宜，也不需要故障检测电路，结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明结构示意图。