[发明专利]限制电力系统短路电流直流分量的快速开关装置及限流方法

权利要求书

1.一种限制电力系统短路电流直流分量的快速开关装置，其特征在于：该限制电力系统短路电流直流分量的快速开关装置与线路断路器串联连接，该限制电力系统短路电流直流分量的快速开关装置包括快速真空断路器、补偿电容、避雷器，所述快速真空断路器、补偿电容、避雷器并联连接；所述补偿电容为具有抗短路电流冲击的电力电容器，所述补偿电容的容抗通过以下公式确定：

其中，R为系统发生最大直流分量短路电流时的系统电阻，单位为Ω；T_r为系统继电保护出口时间，单位为ms；T_op为线路断路器分闸时间，单位为ms；X_L为系统发生最大直流分量短路电流时的感抗，单位为Ω；X_C为补偿电容的容抗，单位为为Ω；dc%为线路断路器最大开断直流分量百分比。

2.一种限制电力系统短路电流直流分量的限流方法，其特征在于：该限制电力系统短路电流直流分量的限流方法应用在权利要求1所述的限制电力系统短路电流直流分量的快速开关装置中，包括以下步骤：

步骤S001，将权利要求1所述的限制电力系统短路电流直流分量的快速开关装置与线路断路器串联连接，快速真空断路器以及线路断路器处于合闸状态；

步骤S002，当电力系统发生高直流分量的短路故障时，快速真空断路器在短路电流发生的首个四分之三波长内对短路电流分断、转移至补偿电容所在的支路，补偿电容将短路电流直流分量抑制至线路断路器能够开断的直流分量的范围，同时，避雷器限制短路电流流过补偿电容时的电压；

步骤S003，当流经线路断路器的短路电流小于线路断路器最大短路开断电流时，线路断路器对电力系统进行开断作业。

3.如权利要求2所述的限制电力系统短路电流直流分量的限流方法，其特征在于：在步骤S002中，补偿电容承受短路电力冲击的时间为快速真空断路器分断短路电流至线路断路器分断短路电流的时间间隔。

4.如权利要求3所述的限制电力系统短路电流直流分量的限流方法，其特征在于：所述快速真空断路器分断短路电流至线路断路器分断短路电流的时间间隔为30-40ms。

5.如权利要求2所述的限制电力系统短路电流直流分量的限流方法，其特征在于：所述避雷器为氧化锌阀组，避雷器的动作的残余电压取值为补偿电容的1.2-1.5倍。

6.如权利要求2所述的限制电力系统短路电流直流分量的限流方法，其特征在于：限制电力系统短路电流直流分量的限流方法包括还以下步骤：

步骤S004，当电力系统的短路故障被解除后，在线路断路器执行重新合闸操作过程中，判断短路故障是否为暂时性故障，同时判断电力系统短路电流的直流分量是否超过线路断路器能够开断的最大直流分量；

步骤S005，如果短路故障为暂时性故障，且电力系统短路电流的直流分量超过线路断路器能够开断的最大直流分量，那么快速真空断路器就先于线路断路器分闸，抑制短路电流的直流分量；

步骤S006，线路断路器分闸，短路电流被分断后，快速真空断路器再次在10ms内执行合闸操作。