本實用新型涉及電力系統(tǒng)配電設備限流技術領域,具體涉及一種LC串聯(lián)諧振限流裝置。
背景技術:
隨著經(jīng)濟的發(fā)展及電負荷的急劇增長,電網(wǎng)容量的增大,不斷增大的短路電流對電力系統(tǒng)電氣設備的沖擊越來越大;同時,現(xiàn)有的斷路器的開斷能力已難以滿足開斷巨大短路電流。因此為解決這一重大難題,限流電抗器被串接回路中的方式廣泛應用在電力系統(tǒng)輸配電系統(tǒng)中。限流電抗器串聯(lián)在回路中雖可限制短路電流強度,減小短路電流對電力系統(tǒng)中電氣設備的沖擊,以及維持母線電壓,避免短路故障的進一步擴大。但串聯(lián)限流電抗器卻有很多不足之處,首先,限流電抗器串聯(lián)回路中產(chǎn)生巨大的無功損耗也給用戶造成很大的經(jīng)濟負擔;其次,在選取限流電抗器的電抗值時,往往存在著滿足限制短路電流的要求后,額定電流下用戶端電壓過低的矛盾。電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)的長距離輸送過程中,輸電線路也會產(chǎn)生感抗,實質(zhì)上已等同形成了一種隱形、潛在的串接用戶負載回路中的電抗器,同樣造成用戶端電壓降低,同時又有較大的無功損耗。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種LC串聯(lián)諧振限流裝置,安全可靠,動作快速靈敏,能有效限制短路電流的強度,大大減小短路電流對電氣設備的沖擊,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性,同時避免了因停電檢修帶來經(jīng)濟損失。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用了以下技術方案:
一種LC串聯(lián)諧振限流裝置,包括諧振電容器C及與諧振電容器C串聯(lián)的放電阻尼器RL,所述放電阻尼器RL的進線端經(jīng)隔離刀閘G1與與配電柜的進線端相連,諧振電容器C的出線端依次經(jīng)限流電抗器L、隔離刀閘G2與配電柜的出線端相連,隔離刀閘G3的一端與隔離刀閘G1的進線端相連,隔離刀閘G3的另一端與隔離刀閘G2的出線端相連,所述諧振電容器C與放電阻尼器RL的兩端并聯(lián)有用于保護諧振電容器C,防止諧振電容器C因過壓而損壞的智能保護系統(tǒng)。
所述智能保護系統(tǒng)包括雙向可控硅SCR,所述雙向可控硅SCR的輸入端與放電阻尼器RL的進線端相連,其輸出端與諧振電容器C的出線端相連。
所述智能保護系統(tǒng)包括高速渦流開關K0,所述高速渦流開關K0的一端與放電阻尼器RL的進線端相連,其另一端與諧振電容器C的出線端相連。
所述限流阻尼器RL由電感L和電阻R相并聯(lián)組成,所述限流阻尼器RL的進線端與隔離刀閘G1的出線端相連,其出線端與諧振電容器C的進線端相連。
所述高速渦流開關K0為真空滅弧式斷路器。
由上述技術方案可知,本實用新型電路結構安全可靠,動作快速靈敏,相對于直接在回路中串接限流電抗器有很大的有益效果,其一,負載回路中串接的限流電抗器L與該諧振電容器C相串聯(lián),限流電抗器L與諧振電容器C構成串聯(lián)諧振,使限流電抗器L消耗的無功損耗完全由諧振電容器C提供,不會給用戶造成任何的經(jīng)濟負擔,在實現(xiàn)額定運行狀態(tài)下,實現(xiàn)限流電抗器L零損耗的經(jīng)濟目的。其二,限流電抗器L與諧振電容器C構成串聯(lián)諧振,使得在正常供電運行狀態(tài)下,無論負載如何變化,對工頻來說限流電抗器L與諧振電容器C構成串聯(lián)諧振,使用戶負載端電壓等于母線電壓。其三,當電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,聯(lián)在諧振電容器C兩端的雙向可控硅SCR檢測到諧振電容器C兩端電壓超過諧振電容器C正常運行電壓,雙向可控硅SCR在200us以內(nèi)導通,從而短接諧振電容器C,快速投入限流電抗器L限制短路電流的強度,裝置中控制器通過快速算法判斷出短路故障,立即向高速渦流開關K0發(fā)出合閘命令,高速渦流開關K0能在2毫秒以內(nèi)迅速合閘。通過雙向可控硅SCR和高速渦流開關K0實現(xiàn)對諧振電容器C的雙重保護,在避免諧振電容C因過壓損壞的同時,確保限流電抗器L能有效限制短路電流的強度,減小短路電流對電力系統(tǒng)中電氣設備的沖擊,以及維持母線電壓,避免短路故障的進一步擴大。其四,限流阻尼器RL針對線路出現(xiàn)大電流時,諧振電容器C被短接后,釋放諧振電容器C內(nèi)的電能,確保諧振電容器C能長期有效的安全運行。其五,通過隔離刀閘G1、G2、G3實現(xiàn)不停電檢修,減小日常檢修和故障檢修的停電范圍,大大提高供電的可靠性和安全性,同時避免了因停電檢修帶來經(jīng)濟損失。
附圖說明
圖1是本實用新型的電氣原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型做進一步說明:
如圖1所示,本實施例的LC串聯(lián)諧振限流裝置,包括諧振電容器C及與諧振電容器C串聯(lián)的放電阻尼器RL,該諧振電容器C,用于限流電抗器L構成串聯(lián)諧振,實現(xiàn)限流電抗器L正常運行時零損耗。限流電抗器L用于限制電路中的短路電流的強度,大大減小短路電流對電氣設備的沖擊。放電阻尼器RL的進線端經(jīng)隔離刀閘G1與與配電柜的進線端相連,諧振電容器C的出線端依次經(jīng)限流電抗器L、隔離刀閘G2與配電柜的出線端相連,隔離刀閘G3的一端與隔離刀閘G1的進線端相連,隔離刀閘G3的另一端與隔離刀閘G2的出線端相連,諧振電容器C與放電阻尼器RL的兩端并聯(lián)有用于保護諧振電容器C,防止諧振電容器C因過壓而損壞的智能保護系統(tǒng)。
本實施例的智能保護系統(tǒng)包括雙向可控硅SCR,雙向可控硅SCR的輸入端與放電阻尼器RL的進線端相連,其輸出端與諧振電容器C的出線端相連。智能保護系統(tǒng)包括真空滅弧式斷路器K0,真空滅弧式斷路器K0的一端與放電阻尼器RL的進線端相連,其另一端與諧振電容器C的出線端相連。
本實施例的限流阻尼器RL由電感L和電阻R相并聯(lián)組成,限流阻尼器RL的進線端與隔離刀閘G1的出線端相連,其出線端與諧振電容器C的進線端相連,該限流阻尼器RL用于諧振電容器C短接保護后釋放其電能。隔離刀閘G1、G2、G3與安裝在配電柜中的操作機構相連接,通過人工控制其開斷,該隔離刀閘G1、G2、G3實現(xiàn)停電檢修或更換裝置內(nèi)元器件,大大提高供電的可靠性和安全性,同時避免了因停電檢修帶來經(jīng)濟損失。
工作原理如下:正常運行時,負載回路中串接的限流電抗器L與該諧振電容器C構成串聯(lián)諧振,使限流電抗器L消耗的無功損耗完全由諧振電容器C提供,不會給用戶造成任何的經(jīng)濟負擔,實現(xiàn)限流電抗器L零損耗的經(jīng)濟目的。限流電抗器L與諧振電容器C構成串聯(lián)諧振,使得在正常供電運行狀態(tài)下,無論負載如何變化,對工頻來說限流電抗器L與諧振電容器C構成串聯(lián)諧振,使用戶負載端電壓等于母線電壓。
當發(fā)生短路故障時,諧振電容器C的端電壓超過可雙向控硅SCR導通電壓時,該雙向可控硅SCR在200us內(nèi)把諧振電容器C短接,在防止諧振電容器C因過壓而損壞,同時保證限流電抗器L能夠足夠快的串接回路中限制短路電流的強度,裝置中控制器通過快速算法判斷出短路故障,立即向高速渦流開關K0發(fā)出合閘命令,高速渦流開關K0能在2毫秒以內(nèi)迅速合閘;當諧振電容器C被保護后,限流阻尼器RL立即對諧振電容器C放電,釋放諧振電容器C內(nèi)的電能;當雙向可控硅SCR通過的電流小于續(xù)流電流時,雙向可控硅SCR立即斷開,此時高速渦流開關K0處于合閘狀態(tài),該諧振電容器C由高速渦流開關K0保護;當短路故障切除后,線路電流返回正常值時,控制器發(fā)出分閘命令,高速渦流開關分閘C,使諧振電容器C投入線路運行,與限流電抗器L構成串聯(lián)諧振,在既保證用戶端電壓的同時,又可以實現(xiàn)限流電抗器的零損耗。過隔離刀閘實現(xiàn)不停電檢修,減小日常檢修和故障檢修的停電范圍,大大提高供電的可靠性和安全性,同時避免了因停電檢修帶來經(jīng)濟損失。
以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述,并非對本實用新型的范圍進行限定,在不脫離本實用新型設計精神的前提下,本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進,均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。