專利名稱：零損耗深度限制短路故障電流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是一種零損耗深度限制短路故障電流裝置。
背景技術(shù)：
短路故障是供電系統(tǒng)中最常見(jiàn)、危害最嚴(yán)重的故障之一，主要是由于電氣設(shè)備載流部分的絕緣自然老化、質(zhì)量低劣、受外力損傷或人為原因等造成的。電力電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障，電動(dòng)力以及熱效應(yīng)使電路中的元件受到損壞，影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，還會(huì)造成停電，甚至可能引發(fā)火災(zāi)事故。嚴(yán)重的短路會(huì)影響電力電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)癱瘓；不對(duì)稱短路電流會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，有可能引發(fā)誤動(dòng)作。針對(duì)這種現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)外都在致力于研究限制電力電網(wǎng)短路故障電流的限流裝置，·其中串聯(lián)限流電抗器運(yùn)用的比較多，限流電抗器可以抑制系統(tǒng)對(duì)短路故障點(diǎn)的短路能量倒灌，減少變壓器的傷害程度；還可以限制變壓器對(duì)該短路故障點(diǎn)的短路能量釋放，同時(shí)降低需要斷路器的開(kāi)斷短路容量。但由于限流電抗器串在線路里，平時(shí)通過(guò)的是額定電流，而限流電抗器的阻抗選小了限流效果不明顯、阻抗選大限流電抗器壓降大了，造成負(fù)荷端設(shè)備因電壓過(guò)低超標(biāo)而無(wú)法運(yùn)行，同時(shí)產(chǎn)生巨大的損耗。所以限流器的使用效果較差，有些迫切需要限流的場(chǎng)合不得不放棄限流的想法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可靠性高、零損耗、能夠有效降低短路故障電流對(duì)電氣設(shè)備和線路的沖擊的零損耗深度限制短路故障電流裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種零損耗深度限制短路故障電流裝置，包括串接在電力系統(tǒng)中的主電路和控制電路，主電路由快速真空斷路器K和深限電抗器L并聯(lián)組成，控制電路包括用于采集電力系統(tǒng)電流信號(hào)的電流互感器，電流互感器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與主控芯片的信號(hào)輸入端相連，主控芯片的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與快速真空斷路器K相連。由上述技術(shù)方案可知，當(dāng)短路故障出現(xiàn)時(shí)，快速真空斷路器K打開(kāi)，深限電抗器L的阻抗能迅速增大，將短路電流峰值抑制到50%以下，當(dāng)線路開(kāi)關(guān)重合閘后短路故障消失，快速真空斷路器K閉合，深限電抗器L的阻抗能迅速恢復(fù)為零；反之繼續(xù)保持大阻抗?fàn)顟B(tài)。本實(shí)用新型減小了短路故障電流對(duì)變壓器等電氣設(shè)備的沖擊，同時(shí)提升了線路開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷容量富裕度，減輕線路開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷負(fù)擔(dān)，提高可靠性和使用壽命。

圖I是本實(shí)用新型中控制電路和快速真空斷路器K的電路框圖；圖2是本實(shí)用新型中主電路的單相電路原理圖。
具體實(shí)施方式
一種零損耗深度限制短路故障電流裝置，包括串接在電力系統(tǒng)中的主電路20和控制電 路10，主電路20由快速真空斷路器K和深限電抗器L并聯(lián)組成，控制電路10包括用于采集電力系統(tǒng)電流信號(hào)的電流互感器12，電流互感器12通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與主控芯片的信號(hào)輸入端相連，主控芯片的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與快速真空斷路器K相連。如圖I、2所示。如圖2所示，控制電路10用于判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生短路，并對(duì)發(fā)生短路故障的系統(tǒng)回路進(jìn)行保護(hù)。主電路20串接在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電力系統(tǒng)電路正常時(shí)，快速真空斷路器K閉合，工作電流流過(guò)快速真空斷路器K ；當(dāng)電力系統(tǒng)電路發(fā)生短路時(shí)，快速真空斷路器K打開(kāi)，短路故障電流流過(guò)深限電抗器L，限制短路電流。深限電抗器L的電抗率在20% 80%。如圖I所示，所述的主控芯片采用DSP數(shù)字信號(hào)處理器11，所述的驅(qū)動(dòng)電路采用IGBT驅(qū)動(dòng)電路13，所述電流互感器12的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與DSP數(shù)字信號(hào)處理器11的信號(hào)輸入端相連，DSP數(shù)字信號(hào)處理器11的信號(hào)輸出端與IGBT驅(qū)動(dòng)電路13的輸入端相連，IGBT驅(qū)動(dòng)電路13的輸出端與快速真空斷路器K相連。如圖I所示，所述的快速真空斷路器K為帶有高速渦流驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的快速真空斷路器；所述的深限電抗器L為干式空心限流電抗器。所述的主控芯片、驅(qū)動(dòng)電路和A/D轉(zhuǎn)換器由直流電源供電。所述的DSP數(shù)字信號(hào)處理器11的輸入輸出端與單片機(jī)的輸入輸出端相連，單片機(jī)的輸入端與鍵盤相連，單片機(jī)的輸出端與顯示屏相連。單片機(jī)通過(guò)鍵盤將理論計(jì)算的電力系統(tǒng)短路電流數(shù)值輸入，為DSP數(shù)字信號(hào)處理器11判斷電力電網(wǎng)是否發(fā)生短路提供判斷依據(jù)。以下結(jié)合圖1、2對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。電流互感器12檢測(cè)電力系統(tǒng)電流的變化情況，然后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將電流等相關(guān)信息傳送到DSP數(shù)字信號(hào)處理器11進(jìn)行計(jì)算、判定，DSP數(shù)字信號(hào)處理器11的信號(hào)輸出端經(jīng)IGBT驅(qū)動(dòng)電路12與由快速真空斷路器K、深限電抗器L并聯(lián)組成的主電路20連接。通過(guò)電流互感器12檢測(cè)電力系統(tǒng)電流來(lái)判斷系統(tǒng)電路是否發(fā)生短路。如果發(fā)生短路，IGBT驅(qū)動(dòng)電路13控制快速真空斷路器K斷開(kāi)，系統(tǒng)短路故障電流將通過(guò)深限電抗器L，對(duì)短路故障電流進(jìn)行限流，保護(hù)了電力電網(wǎng)的穩(wěn)定性及電氣設(shè)備的性能。本裝置對(duì)電力電網(wǎng)的損耗極小，節(jié)能減排，并減小對(duì)變壓器等電氣設(shè)備的沖擊。同時(shí)，給線路開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷容量提升富裕度，減輕線路開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷負(fù)擔(dān)，提高開(kāi)關(guān)的可靠性和使用壽命，保護(hù)了電力系統(tǒng)及電氣設(shè)備的性能?？傊?dāng)短路故障出現(xiàn)時(shí)，快速真空斷路器K打開(kāi)，深限電抗器L的阻抗能迅速增大，將短路電流峰值抑制到50 %以下，當(dāng)線路開(kāi)關(guān)重合閘后短路故障消失，快速真空斷路器K閉合，深限電抗器L的阻抗能迅速恢復(fù)為零；反之繼續(xù)保持大阻抗?fàn)顟B(tài)。本實(shí)用新型減小了短路故障電流對(duì)變壓器等電氣設(shè)備的沖擊，同時(shí)提升了線路開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷容量富裕度，減輕線路開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷負(fù)擔(dān)，提高了可靠性和使用壽命。
權(quán)利要求1.一種零損耗深度限制短路故障電流裝置，其特征在于包括串接在電力系統(tǒng)中的主電路(20 )和控制電路(10 )，主電路(20 )由快速真空斷路器K和深限電抗器L并聯(lián)組成，控制電路(10)包括用于采集電力系統(tǒng)電流信號(hào)的電流互感器(12)，電流互感器(12)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與主控芯片的信號(hào)輸入端相連，主控芯片的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與快速真空斷路器K相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的零損耗深度限制短路故障電流裝置，其特征在于所述的主控芯片采用DSP數(shù)字信號(hào)處理器(11)，所述的驅(qū)動(dòng)電路采用IGBT驅(qū)動(dòng)電路(13)，所述電流互感器(12)的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與DSP數(shù)字信號(hào)處理器(11)的信號(hào)輸入端相連，DSP數(shù)字信號(hào)處理器(11)的信號(hào)輸出端與IGBT驅(qū)動(dòng)電路(13)的輸入端相連，IGBT驅(qū)動(dòng)電路(13)的輸出端與快速真空斷路器K相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的零損耗深度限制短路故障電流裝置，其特征在于所述的快速真空斷路器K為帶有高速渦流驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的快速真空斷路器；所述的深限電抗器L為干式空心限流電抗器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的零損耗深度限制短路故障電流裝置，其特征在于所述的主控芯片、驅(qū)動(dòng)電路和A/D轉(zhuǎn)換器由直流電源供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零損耗深度限制短路故障電流裝置，其特征在于所述的DSP數(shù)字信號(hào)處理器(11)的輸入輸出端與單片機(jī)的輸入輸出端相連，單片機(jī)的輸入端與鍵盤相連，單片機(jī)的輸出端與顯示屏相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及零損耗深度限制短路故障電流裝置，包括主電路和控制電路，主電路由快速真空斷路器K和深限電抗器L并聯(lián)組成，控制電路包括用于采集電力系統(tǒng)電流信號(hào)的電流互感器，電流互感器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與主控芯片的信號(hào)輸入端相連，主控芯片的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與快速真空斷路器K相連。當(dāng)短路故障出現(xiàn)時(shí)，快速真空斷路器K打開(kāi)，深限電抗器L的阻抗能迅速增大，將短路電流峰值抑制到50％以下，當(dāng)線路開(kāi)關(guān)重合閘后短路故障消失，快速真空斷路器K閉合，深限電抗器L的阻抗能迅速恢復(fù)為零；反之繼續(xù)保持大阻抗?fàn)顟B(tài)。本實(shí)用新型減小了短路故障電流對(duì)變壓器等電氣設(shè)備的沖擊，同時(shí)提升了線路開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷容量富裕度，提高可靠性和使用壽命。
文檔編號(hào)H02H9/02GK202721440SQ20122043033
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者王川, 張國(guó)勇, 朱代忠, 張文仲, 劉云友 申請(qǐng)人:合肥貝阿益電力設(shè)備有限公司