專利名稱：一種短路故障限流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種應(yīng)用于交流電壓供電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)短路故障限流器，對短路 故障電流及其上升率進(jìn)行限制的裝置，屬于交流柔性輸電技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大，短路電流的水平快速增加，當(dāng)短路電流水 平超過斷路器的斷開容量時(shí)，短路故障可能造成主要電力設(shè)備如變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備、電 力電纜等的嚴(yán)重?fù)p壞，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至造成系統(tǒng)的癱瘓。短路故障限流器在檢測到短 路故障發(fā)生后，通過快速改變故障線路的阻抗參數(shù)，將短路電流限制在允許的水平，以保護(hù) 電力設(shè)備，已經(jīng)成為柔性交流輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一。申請?zhí)枮?2112334. 9的中國發(fā)明專利提出了一種基于晶閘管的有旁路電感的短 路故障限流器，將基于電力電子技術(shù)的橋式短路限流器的實(shí)用性提高到了一個(gè)新的水平。 但在短路故障發(fā)生后，控制橋路運(yùn)行于有源逆變狀態(tài)，將儲(chǔ)存在直流電感中的磁能反饋給 電網(wǎng)，然后控制橋路和直流電感退出，全部短路電流由旁路電感承擔(dān)，因此，旁路電感的電 流定額較大，導(dǎo)致旁路電感的體積大、成本高。申請?zhí)枮?00720041805. 6的中國實(shí)用新型 提出了一種短路限流器，在短路故障發(fā)生后，控制限流器中的整流橋路轉(zhuǎn)化為兩個(gè)雙向開 關(guān)，將直流電感和旁路電感并聯(lián)起來，一起承擔(dān)短路電流，因此，可以提高橋路和直流電感 的利用率、減小旁路電感的電流定額。該實(shí)用新型有兩種實(shí)施方案，第一種方案的橋路由 8只可控硅構(gòu)成，優(yōu)點(diǎn)是直流電感體積小、成本低，缺點(diǎn)是橋路成本高；第二種方案橋路由4 只可控硅和2只二極管組成，優(yōu)點(diǎn)是橋路成本較低，缺點(diǎn)是直流電感體積大、成本高。如果 將第二種方案中的兩只二極管用兩只晶閘管代替，則在負(fù)半周電源發(fā)生短路的情況下，可 以控制橋路在緊接著的正半周工作于有源逆變狀態(tài)，在該正半周結(jié)束后，控制橋路工作于 兩個(gè)雙向開關(guān)狀態(tài)，將直流電感和旁路電感并聯(lián)起來，承擔(dān)短路電流。這樣以來，短路后直 流電感承擔(dān)直流電壓的時(shí)間同8個(gè)晶閘管的限流器一樣，為半個(gè)周期，所以，直流電感體積 小、重量輕、成本低，橋路中的晶閘管只有6個(gè)，橋路成本也有所下降，因而具有最優(yōu)的性能 價(jià)格比。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種短路故障限流器，能 降低橋路和直流電感的成本，從而降低整個(gè)限流器的成本。本實(shí)用新型一種短路故障限流器，包括由第一晶閘管T1、第二晶閘管T2、第三晶 閘管T3、第四晶閘管T4、第五晶閘管T5、第六晶閘管T6組成的橋路、直流限流電抗器L1、并 聯(lián)電感L2和直流偏壓電源Eb ；其特征是第一晶閘管T1的陰極、第五晶閘管T5的陽極、直 流限流電抗器L1的一端和第三晶閘管T3的陰極接在一起；第一晶閘管T1的陽極、第五晶 閘管T5的陰極、并聯(lián)電感L2的一端和第二晶閘管T2的陰極接在一起，為第一引出端；第二 晶閘管T2的陽極、第四晶閘管T4的陽極、直流偏壓電源Eb的正極、第六晶閘管T6的陰極接在一起；直流限流電抗器L1的另一端與直流偏壓電源Eb的負(fù)極連在一起；第三晶閘管 T3的陽極、第四晶閘管T4的陰極、并聯(lián)電感L2的另一端和第六晶閘管T6的陽極接在一起， 為第二引出端。使用時(shí)，將所述限流器通過兩個(gè)引出端子串聯(lián)在電力線路的斷路器和負(fù)載 之間。本實(shí)用新型應(yīng)用于交流電壓供電系統(tǒng)，既能限制短路故障初期的短路電流上升 率，也能限制短路故障發(fā)生后短路電流的穩(wěn)態(tài)值，而且，成本較低。

圖1為本實(shí)用新型一種短路故障限流器電路示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本短路故障限流器，包括由第一晶閘管T1、第二晶閘管T2、第三晶閘 管T3、第四晶閘管T4、第五晶閘管T5、第六晶閘管T6組成的橋路、直流限流電抗器L1、并聯(lián) 電感L2和直流偏壓電源Eb ；第一晶閘管T1的陰極、第五晶閘管T5的陽極、直流限流電抗 器L1的一端和第三晶閘管T3的陰極接在一起；第一晶閘管T1的陽極、第五晶閘管T5的陰 極、并聯(lián)電感L2的一端和第二晶閘管T2的陰極接在一起，為第一引出端；第二晶閘管T2的 陽極、第四晶閘管T4的陽極、直流偏壓電源Eb的正極、第六晶閘管T6的陰極接在一起；直 流限流電抗器L1的另一端與直流偏壓電源Eb的負(fù)極連在一起；第三晶閘管T3的陽極、第 四晶閘管T4的陰極、并聯(lián)電感L2的另一端和第六晶閘管T6的陽極接在一起，為第二引出 端。使用時(shí)，將所述限流器通過兩個(gè)引出端子串聯(lián)在電力線路的斷路器和負(fù)載之間。直流限流電抗器L1可以為超導(dǎo)型的，也可以為常規(guī)型的，超導(dǎo)型電抗器更適用于 本實(shí)用新型。根據(jù)經(jīng)濟(jì)性要求，并聯(lián)電感L2最好采用常規(guī)型的電感。采用六只晶閘管組成的雙向和單向可控電子開關(guān)，組成一個(gè)橋路，橋路的交流端 并聯(lián)一個(gè)電感，在電力系統(tǒng)正常的情況下，給第一晶閘管T1 第二晶閘管T4加常通控制信 號(hào)，橋路工作于不控整流狀態(tài)，由于直流電感承受直流電壓，其兩端電壓接近于零，并聯(lián)電 感兩端電壓也接近零。當(dāng)短路故障發(fā)生在正半周時(shí)，立即封鎖第二晶閘管T2、第三晶閘管 T3的控制脈沖，給第一晶閘管T1、第四晶閘管T4、第五晶閘管T5、第六晶閘管T6加常通控 制信號(hào)，則橋路工作于兩個(gè)雙向開關(guān)狀態(tài)，并聯(lián)電感(旁路電感)L2和直流限流電抗器(直 流電感)L1等效并聯(lián)后，串入交流供電系統(tǒng)，以限制短路電流的穩(wěn)態(tài)值；當(dāng)短路故障發(fā)生在 負(fù)半周時(shí)，控制第一晶閘管T1 第四晶閘管T4組成的橋路在緊接著的正半周工作于有源 逆變狀態(tài)，在該正半周結(jié)束后，立即封鎖第二晶間管T2、第三晶間管T3管的控制脈沖，給第 一晶閘管T1、第四晶閘管T4、第五晶閘管T5、第六晶閘管T6加常通控制信號(hào)，則控制橋路工 作于兩個(gè)雙向開關(guān)狀態(tài)，將直流電感和旁路電感并聯(lián)起來，承擔(dān)短路電流。
權(quán)利要求一種短路故障限流器，包括由第一晶閘管(T1)、第二晶閘管(T2)、第三晶閘管(T3)、第四晶閘管(T4)、第五晶閘管(T5)、第六晶閘管(T6)組成的橋路、直流限流電抗器(L1)、并聯(lián)電感(L2)和直流偏壓電源(Eb)；其特征是第一晶閘管(T1)的陰極、第五晶閘管(T5)的陽極、直流限流電抗器(L1)的一端和第三晶閘管(T3)的陰極接在一起；第一晶閘管(T1)的陽極、第五晶閘管(T5)的陰極、并聯(lián)電感(L2)的一端和第二晶閘管(T2)的陰極接在一起，為第一引出端；第二晶閘管(T2)的陽極、第四晶閘管(T4)的陽極、直流偏壓電源(Eb)的正極、第六晶閘管(T6)的陰極接在一起；直流限流電抗器(L1)的另一端與直流偏壓電源(Eb)的負(fù)極連在一起；第三晶閘管(T3)的陽極、第四晶閘管(T4)的陰極、并聯(lián)電感(L2)的另一端和第六晶閘管(T6)的陽極接在一起，為第二引出端。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種短路故障限流器，由6只晶閘管組成的橋路、并聯(lián)電感、直流電感和直流偏壓組成的橋式短路故障限流器，根據(jù)短路故障發(fā)生時(shí)電源電壓的正負(fù)，選擇不同的控制方法在負(fù)半周電源發(fā)生短路的情況下，可以控制橋路在緊接著的正半周工作于有源逆變狀態(tài)，在該正半周結(jié)束后，控制橋路工作于兩個(gè)雙向開關(guān)狀態(tài)；在正半周發(fā)生短路故障時(shí)，直接將控制橋路工作于兩個(gè)雙向開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)橋路工作于兩個(gè)雙向開關(guān)狀態(tài)下，把直流電感和旁路電感并聯(lián)起來，承擔(dān)短路電流，將短路電流限制在預(yù)設(shè)的水平上。可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電感、直流電感、橋路等電流定額和成本的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H02H9/02GK201639282SQ20102002235
公開日2010年11月17日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者費(fèi)萬民 申請人:南京師范大學(xué)