專利名稱：導(dǎo)通型交流故障電流限制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，特別涉及一種于交流電源系統(tǒng)發(fā)生短路時有效限制故 障電流的電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在工業(yè)配電系統(tǒng)已相當(dāng)進步，但因機器或線路絕緣不良、雷擊或開關(guān)突波、人為疏失等原因，即使未來科技再進步，造成的短路故障仍然無法完全避免。當(dāng)故障發(fā)生時，會產(chǎn)生很大的短路電流，保護設(shè)備必須迅速將故障的機器或線路隔離，防止短路電流繼續(xù)流通，減少電力系統(tǒng)因短路電流造成的設(shè)備損傷及停電區(qū)域。已知有用斷路裝置(如斷路器或熔絲等)來隔離短路電流，若短路電流過大，斷路裝置的消弧能力不足，無法完全啟斷電弧隔離短路電流，造成斷路裝置承受電流超出負荷而過熱爆炸，嚴重危及用電的本質(zhì)安全。所以設(shè)計上需先計算各匯流排回路發(fā)生短路故障的電流大小，以選用足夠消弧能力的斷路裝置。然而，隨著上游供電回路及發(fā)電機組的增加和負載用電回路的擴充，遂造成既有供電回路短路的故障電流增加，關(guān)系到斷路裝置和供電設(shè)備本身的操作安全，若要將整體斷路裝置更新?lián)Q代在實務(wù)上實施困難且投資成本高；另外，對于新置供電設(shè)備規(guī)劃設(shè)計，如廣泛采較大容量的斷路裝置，將造成投資成本過高；一般傳統(tǒng)改善方式在電源系統(tǒng)中串聯(lián)限制故障電流的電感器，但所述電感器在正常供電過程中會造成供電穩(wěn)定度的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，用以克服傳統(tǒng)電源系統(tǒng)中僅使用電感器來限制故障電流，造成正常運作中會產(chǎn)生電壓不穩(wěn)定的缺點。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供了一種導(dǎo)通型交流故障電流限制器，包括有至少一負阻抗元件，所述負阻抗元件裝設(shè)于供電輸入系統(tǒng)與負載輸出系統(tǒng)之間，用以提供負阻抗；至少一正阻抗元件，串聯(lián)設(shè)于所述負阻抗元件的一側(cè)，用以提供正阻抗；以及至少一旁路開關(guān)，與所述負阻抗元件并聯(lián)，用以提供旁路效果。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，所述負阻抗元件與正阻抗元件的阻抗值可相互抵消。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，所述旁路開關(guān)的一側(cè)串聯(lián)設(shè)有一正阻抗元件，用以提供正阻抗。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，所述正阻抗元件為電感器。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，所述負阻抗元件為電容器。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，所述旁路開關(guān)為半導(dǎo)體型開關(guān)。也就是說，本發(fā)明提供的導(dǎo)通型交流故障電流限制器實質(zhì)上為一電流調(diào)整電路，包括有至少一負阻抗元件、至少一正阻抗元件及至少一旁路開關(guān)；所述負阻抗元件為電容器，裝設(shè)于供電輸入系統(tǒng)與負載輸出系統(tǒng)之間以提供負阻抗，所述正阻抗元件為電感器，串聯(lián)設(shè)于負阻抗元件的一側(cè)提供正阻抗，所述旁路開關(guān)為半導(dǎo)體型開關(guān)，與負阻抗元件并聯(lián)；上述的負阻抗元件與正阻抗元件的阻抗值可相互抵消，當(dāng)負載輸出系統(tǒng)發(fā)生短路產(chǎn)生大電流時，可通過導(dǎo)通旁路開關(guān)提供旁路效果，讓故障電流不需通過負阻抗元件，直接經(jīng)由正阻抗元件使供電輸入系統(tǒng)的等效內(nèi)阻抗增加，達到限制故障電流的目的，讓斷路裝置得以順利隔離短路故障。本發(fā)明在改良現(xiàn)有電源系統(tǒng)串聯(lián)電感器降低故障電流，產(chǎn)生電壓不穩(wěn)定的問題上，利用負阻抗元件 串聯(lián)正阻抗元件，當(dāng)無短路事故時阻抗值可相互抵消，且不會影響供電電壓的穩(wěn)定度，若導(dǎo)通型交流故障電流限制器檢測到短路電流時，即馬上導(dǎo)通旁路開關(guān)讓短路電流不需通過負阻抗元件，而轉(zhuǎn)由正阻抗元件來流通達到限制短路電流的目的。本發(fā)明提供的導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，可在短路故障時利用旁路開關(guān)，讓短路電流直接經(jīng)正阻抗元件，使供電輸入系統(tǒng)的等效內(nèi)阻抗增加；另外，旁路開關(guān)可串聯(lián)一正阻抗元件，在導(dǎo)通旁路開關(guān)時，所述正阻抗元件額外提供正阻抗值，方便供電輸入系統(tǒng)依需求調(diào)整阻抗值；上述的正阻抗元件為可為電感器。由上述說明，本發(fā)明具有下列各項有益功效負阻抗元件與正阻抗元件的阻抗值可相互抵消，搭配旁路開關(guān)的切換設(shè)計可有效限制短路電流，使斷路裝置能確實的隔離短路事故。負阻抗元件上并聯(lián)數(shù)個旁路開關(guān)，可防止單一旁路開關(guān)故障導(dǎo)通失效。旁路開關(guān)輸出還可串聯(lián)一正阻抗元件，在導(dǎo)通時可提供額外的正阻抗值，方便供電輸入系統(tǒng)作阻抗值調(diào)整。


圖I :系為本發(fā)明導(dǎo)通型交流故障電流限制電路單相等效電路簡圖。圖2 :系為本發(fā)明的導(dǎo)通旁路開關(guān)運作圖。圖3 :系為本發(fā)明的并聯(lián)數(shù)個旁路開關(guān)電路圖。圖4 :系為本發(fā)明的另一實施例電路圖。
具體實施例方式請參照圖I所示，本發(fā)明導(dǎo)通型交流故障電流限制電路實質(zhì)上為一電流調(diào)整電路I，其包括有一負阻抗元件11，所述負阻抗元件11裝設(shè)于供電輸入系統(tǒng)2與負載輸出系統(tǒng)3之間以提供負阻抗；所述負阻抗元件11可為電容器。一正阻抗元件12，串聯(lián)設(shè)于負阻抗元件11的一側(cè)提供正阻抗；所述正阻抗元件12可為電感器。一旁路開關(guān)13，所述旁路開關(guān)13與負阻抗元件11并聯(lián)，可提供旁路效果讓故障電流不需通過負阻抗元件11，直接經(jīng)由正阻抗元件12使供電輸入系統(tǒng)2的等效內(nèi)阻抗增加；所述旁路開關(guān)13可為半導(dǎo)體型開關(guān)。請參照圖I所示，本發(fā)明正常運作時，供電輸入系統(tǒng)2供應(yīng)電源流經(jīng)電流調(diào)整電路I的負阻抗元件11及正阻抗元件12至負載輸出系統(tǒng)3，因負阻抗元件11與正阻抗元件12的阻抗值可相互抵消故不會產(chǎn)生壓降的情況，連接于電流調(diào)整電路I 一側(cè)的斷電裝置4也正常導(dǎo)通供電，不影響供電穩(wěn)定度；請參照圖2所示，當(dāng)負載輸出系統(tǒng)3若發(fā)生短路時造成供電輸入系統(tǒng)2產(chǎn)生短路電流，所述電流調(diào)整電路I偵測有短路產(chǎn)生的大電流時，即導(dǎo)通旁路開關(guān)13以提供一旁路，讓供電輸入系統(tǒng)2的電壓不需通過負阻抗元件11，直接經(jīng)由正阻抗元件12提供正阻抗值，使供電輸入系統(tǒng)2的等效內(nèi)阻抗增加，達到限制故障電流的目的，讓斷路裝置4順利隔離短路故障，及讓負載輸出系統(tǒng)3內(nèi)的斷路裝置31隔離故障的負載32，避免短路事故的影響區(qū)域擴大而造成長時間的停電，可提高負載輸出系統(tǒng)3的用電安全。當(dāng)排除短路事故時所述電流調(diào)整電路I偵測輸出電流偏低，即截止旁路開關(guān)13的導(dǎo)通，讓供電輸入系統(tǒng)2經(jīng)由負阻抗元件11與正阻抗元件12正常輸出供電，上述的運作可有效的限制電流，讓斷路裝置有效發(fā)揮隔離短路的功能，以保護負載輸出系統(tǒng)3的用電設(shè)備請參照圖3所示，上述的實施例的負阻抗元件11上可并聯(lián)數(shù)個旁路開關(guān)13，且能同時切換導(dǎo)通，以防止單一旁路開關(guān)13故障導(dǎo)通失效，所造成電流調(diào)整電路I無法發(fā)揮限制電流的功能。請參照圖4所示，本發(fā)明有另一實施例，在旁路開關(guān)13的一側(cè)還串聯(lián)設(shè)有一正阻抗元件12，在導(dǎo)通時可提供額外的正阻抗值，方便供電輸入系統(tǒng)2在負阻抗元件11及正阻抗元件12之間的阻抗值作調(diào)整；所述正阻抗元件12可為電感器。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，其特征在于，包括有 至少ー負阻抗元件(11)，所述負阻抗元件(11)裝設(shè)于供電輸入系統(tǒng)(2)與負載輸出系統(tǒng)⑶之間，用以提供負阻杭； 至少一正阻抗元件(12)，串聯(lián)設(shè)于所述負阻抗元件(11)的ー側(cè)，用以提供正阻杭；以及 至少ー旁路開關(guān)(13)，與所述負阻抗元件(11)并聯(lián)，用以提供旁路效果。
2.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，其特征在于，所述負阻抗元件(11)與正阻抗元件(12)的阻抗值可相互抵消。
3.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，其特征在于，所述旁路開關(guān)(13)的ー側(cè)串聯(lián)設(shè)有一正阻抗元件(12)，用以提供正阻杭。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，其特征在于，所述正阻抗元件(12)為電感器。
5.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，其特征在于，所述負阻抗元件(11)為電容器。
6.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，其特征在于，所述旁路開關(guān)(13)為半導(dǎo)體型開關(guān)。
全文摘要
一種導(dǎo)通型交流故障電流限制電路，其實質(zhì)上為一電流調(diào)整電路，其包括有一負阻抗元件，所述負阻抗元件裝設(shè)于供電輸入系統(tǒng)與負載輸出系統(tǒng)之間以提供負阻抗，所述負阻抗元件可為電容器；一正阻抗元件，串聯(lián)設(shè)于負阻抗元件的一側(cè)提供正阻抗，所述正阻抗元件可為電感器；一旁路開關(guān)，與所述負阻抗元件并聯(lián)，可提供旁路效果讓故障電流不需通過負阻抗元件，而直接經(jīng)由正阻抗元件使供電輸入系統(tǒng)的等效內(nèi)阻抗增加，達到限制故障電流的目的，讓電源系統(tǒng)的斷路裝置得以順利隔離短路故障，避免短路事故的影響區(qū)域擴大及長時間的停電。
文檔編號H02H9/02GK102623981SQ201110034678
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者黃瑞坤 申請人:易豐興業(yè)有限公司