[发明专利]一体化集成快速开关型限流器及其与线路断路器配合方法

说明书

本发明公开了一体化集成快速开关型限流器及其与线路断路器配合方法，该限流器将快速真空开关集成于限流电抗器内部并与之电气并联连接，其与线路断路器的配合方法为：限流器控制系统监测系统短路电流，并控制快速真空开关分闸，实现短路电流在20ms内的快速限制，线路断路器在电力系统继电保护控制系统的作用下，开断被限短路电流，快速真空开关在线路断路器完成首次开断后合闸。若线路断路器重合于暂时性故障，限流器呈微损耗运行状态；若线路断路器重合于永久性故障，限流器再次动作，线路断路器再次分断被限短路电流。本发明实现了快速开关型限流器的一体化集成，可大幅降低其体积成本，同时可有效降低限流电抗器动、热稳定度技术指标。

技术领域

本发明涉及快速开关型限流器技术领域，特别涉及一体化集成快速开关型限流器及其与线路断路器配合方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，电网规模的不断扩大，各级电网短路电流持续攀升，尤其大型能源基地和负荷密集区域，短路电流水平甚至已超过现有断路器开断能力，严重威胁着电网和设备的安全稳定运行。为提升电力系统供电的可靠性，现阶段电网被迫采用母线分段、环网解列、延长输电线路等方式进行短路电流的限制，在显著增加设备投资的同时，降低了系统运行的稳定性。

故障电流限制器(简称限流器)是解决超高压电网短路电流超标的关键设备，可满足可靠性、快速性、经济性要求。现有超导型、固态型、谐振型限流器存在制造成本高、运行损耗大等不足，在电网中未得到广泛应用。在短路电流超标回路加装串联限流电抗器是限制线路短路电流最为有效的方法之一，但随之会出现系统电压降低、功率损耗增加和电磁环境污染等问题，同时限流电抗器因动、热稳定性能需求，其体积和成本也大幅增加。为解决这些问题，传统的方法是在限流电抗器两端通过开关柜并联一台大容量快速开关，形成快速开关型限流器，线路正常工作时限流电抗器被快速真空开关旁路，运行损耗仅为开关支路的回路电阻造成的损耗，故障时由快速真空开关开断短路电流并将其转移至限流电抗器，虽然可显著降低限流器对限流电抗器动、热稳定的性能指标，但一方面增加了连接母线排的长度，使得故障概率增加；另一方面快速真空开关与限流电抗器的分立式布置，在很大程度上限制该技术方案的应用推广。

采用快速开关与常规电抗器并联的限流器，具有制造成本低、正常运行损耗接近于零的优点，是经济型限流器的优选方案。本发明与以往快速开关型限流器的并联连接电气拓扑无本质区别，但通过将快速真空开关集成于限流电抗器内部，实现了快速开关型限流器的一体化设计方案，并提出了快速开关型限流器与线路断路器重合闸操作的配合方法。现阶段一体化集成设计的快速开关型限流器研究尚属空白，且缺乏快速开关型限流器与线路断路器配合使用方法。

发明内容

为解决快速开关与限流电抗器分离式电气并联，造成的连接母线过长、故障概率增加等问题，并加速快速开关型限流器产品的推广应用，本发明提出一体化集成快速开关型限流器及其与线路断路器配合方法。

一体化集成快速开关型限流器，其特征在于：包括限流电抗器、限流器控制系统以及集成于限流电抗器内部且与之电气并联连接的快速真空开关；

所述限流电抗器包括进线法兰101、上导电座102、电抗器线包103、下导电座104和出线法兰105；进线法兰101一端与线路直接连接，另一端与上导电座102和电抗器线包103进线电气连接；出线法兰105一端与线路直接连接，另一端与下导电座104和电抗器线包103出线电气连接，在限流电抗器内部实现线包103与快速真空开关的电气并联连接；