一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于故障電流限制器技術(shù)領(lǐng)域的一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器。該故障電流限制器為單相結(jié)構(gòu)；第一交流線圈與第二交流線圈分別同匝數(shù)緊密繞制在第一鐵心和第二鐵心周圍且繞向相反；直流線圈繞制在第一交流線圈和第二交流線圈的外圍；第一永磁體模塊放置在第一鐵心頂部以及側(cè)面，第二永磁體模塊放置在第二鐵心頂部以及側(cè)面，第三永磁體模塊放置在第一鐵心底部以及側(cè)面，第四永磁體模塊放置在第二鐵心底部以及側(cè)面；直流線圈以及各永磁體模塊對鐵心的激磁方向相同。線路正常運(yùn)行時，故障電流限制器幾乎不在正常線路中引入電抗；發(fā)生短路故障時，故障電流限制器在故障線路中引入大電抗，使短路電流值在斷路器的遮斷范圍內(nèi)，限流作用明顯。
【專利說明】
一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于故障電流限制器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，發(fā)電廠以及變電站容量增加，導(dǎo)致現(xiàn)代大電力系統(tǒng)各級電網(wǎng)中的短路電流水平不斷增加。系統(tǒng)中部分地區(qū)的短路電流已經(jīng)達(dá)到甚至超過斷路器的遮斷容量，而且上升趨勢越來越明顯，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0003]磁飽和型故障電流限制器擁有正常運(yùn)行時阻抗小，系統(tǒng)發(fā)生短路故障時阻抗值大以及控制簡單等特點，能夠很好地抑制短路電流。目前，電力系統(tǒng)中的開環(huán)磁飽和故障電流限制器多使用超導(dǎo)線圈進(jìn)行直流勵磁，成本高；亦有簡單的永磁體和直流線圈共同勵磁的結(jié)構(gòu)，但需使用很大的直流勵磁磁動勢并且鐵心端部漏磁效應(yīng)大。本發(fā)明提出一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器，大大減小了直流電源的勵磁磁動勢需求，降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，并且大大改善了鐵心端部漏磁效應(yīng)，符合電力系統(tǒng)發(fā)展需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器，其特征在于，該故障電流限制器為單相結(jié)構(gòu)，包括I第一鐵心、2第二鐵心、3第一交流線圈，4第二交流線圈、5直流線圈、6第一永磁體模塊、7第二永磁體模塊、8第三永磁體模塊、9第四永磁體模塊。具體為第一交流線圈與第二交流線圈分別同匝數(shù)緊密繞制在第一鐵心和第二鐵心周圍且繞向相反，直流線圈繞制在第一交流線圈和第二交流線圈的外圍。第一永磁體模塊放置在第一鐵心頂部以及側(cè)面，第二永磁體模塊放置在第二鐵心頂部以及側(cè)面，第三永磁體模塊放置在第一鐵心底部以及側(cè)面，第四永磁體模塊放置在第二鐵心底部以及側(cè)面。直流線圈以及各永磁體模塊對鐵心的激磁方向相同。第一交流線圈與第二交流線圈連接，并且一起串聯(lián)在線路中。
[0005]所述第一鐵心和第二鐵心的材料為硅鋼。
[0006]所述第一永磁體模塊的頂部永磁體以及第三永磁體模塊的底部永磁體為第一鐵心提供磁動勢，減小直流勵磁電流;第二永磁體模塊的頂部永磁體以及第四永磁體模塊的底部永磁體為第二鐵心提供磁動勢，減小直流勵磁電流。
[0007]所述第一永磁體模塊和第三永磁體模塊的側(cè)面永磁體為第一鐵心提供磁動勢，并且減小第一鐵心端部的磁場泄露，提高第一鐵心的可利用長度;第二永磁體模塊和第四永磁體模塊的側(cè)面永磁體為第二鐵心提供磁動勢，并且減小第二鐵心端部的磁場泄露，提高第二鐵心的可利用長度。
[0008]本發(fā)明的有益效果是針對目前開環(huán)磁飽和故障電流限制器普遍使用高成本超導(dǎo)直流電流線圈或者簡單永磁體加大電流直流線圈的勵磁結(jié)構(gòu)，提出了一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)大大減小了直流電源的勵磁磁動勢需求，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；同時減小兩個鐵心端部的磁場泄露，提高鐵心可利用長度。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，該故障電流限制器可以在故障線路中自動引入大電抗，從而有效抑制故障線路的短路電流值，使故障線路的短路電流值在斷路器的遮斷范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0009]圖1為一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中標(biāo)號:1-第一鐵心、2-第二鐵心、3-第一交流線圈、4-第二交流線圈、5-直流線圈、6-第一永磁體模塊、7-第二永磁體模塊、8-第三永磁體模塊、9-第四永磁體模塊。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明提出一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0012]圖1所示為一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器示意圖，該故障電流限制器為單相結(jié)構(gòu)，1-第一鐵心、2-第二鐵心、3-第一交流線圈、4-第二交流線圈、5-直流線圈、6-第一永磁體模塊、7-第二永磁體模塊、8-第三永磁體模塊、9-第四永磁體模塊;具體為第一交流線圈與第二交流線圈分別同匝數(shù)緊密繞制在第一鐵心和第二鐵心周圍且繞向相反，直流線圈繞制在第一交流線圈和第二交流線圈的外圍。第一永磁體模塊放置在第一鐵心頂部以及側(cè)面，第二永磁體模塊放置在第二鐵心頂部以及側(cè)面，第三永磁體模塊放置在第一鐵心底部以及側(cè)面，第四永磁體模塊放置在第二鐵心底部以及側(cè)面。直流線圈以及各永磁體模塊對鐵心的激磁方向相同。第一交流線圈與第二交流線圈連接，并且一起串聯(lián)在線路中。
[0013]所述第一鐵心和第二鐵心的材料為硅鋼。
[0014]所述第一永磁體模塊的頂部永磁體以及第三永磁體模塊的底部永磁體為第一鐵心提供磁動勢，減小直流勵磁電流;第二永磁體模塊的頂部永磁體以及第四永磁體模塊的底部永磁體為第二鐵心提供磁動勢，減小直流勵磁電流。
[0015]所述第一永磁體模塊和第三永磁體模塊的側(cè)面永磁體為第一鐵心提供磁動勢，并且減小第一鐵心端部的磁場泄露，提高第一鐵心的可利用長度;第二永磁體模塊和第四永磁體模塊的側(cè)面永磁體為第二鐵心提供磁動勢，并且減小第二鐵心端部的磁場泄露，提高第二鐵心的可利用長度。
[0016]線路正常運(yùn)行時，第一交流線圈和第二交流線圈中電流較小，第一鐵心工作點在第一永磁體模塊、第三永磁體模塊以及直流線圈的勵磁下處于相對磁導(dǎo)率為1-200的磁飽和區(qū)域;第二鐵心工作點在第二永磁體模塊、第四永磁體模塊以及直流線圈的勵磁下處于相對磁導(dǎo)率為1-200的磁飽和區(qū)域。此時，兩個交流線圈的電抗值都很小，在線路中引入電抗值很小。
[0017]當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，線路中的電流會急劇增大，第一交流線圈和第二交流線圈中的電流也隨之增大。由于第一交流線圈和第二交流線圈繞向相反，所以在短路電流每半個周期中，兩個交流線圈中將有一個交流線圈產(chǎn)生的磁動勢與直流線圈勵磁磁動勢相同，從而使得該交流線圈內(nèi)的鐵心工作點仍然處于相對磁導(dǎo)率為1-200的磁飽和區(qū)域;另一個交流線圈產(chǎn)生的磁動勢與直流線圈勵磁磁動勢相反，從而使得該交流線圈內(nèi)的鐵心工作點從相對磁導(dǎo)率為1-200的磁飽和區(qū)域進(jìn)入鐵心相對磁導(dǎo)率為5000-10000的線性區(qū)域，交流線圈的電抗值也隨之增大，進(jìn)而限制線路短路電流值。兩個交流線圈反向繞制保證了在短路電流每半個周波中限流器都可以起到限流的作用。
[0018]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器，其特征在于，該故障電流限制器為單相結(jié)構(gòu)，包括I第一鐵心、2第二鐵心、3第一交流線圈，4第二交流線圈、5直流線圈、6第一永磁體模塊、7第二永磁體模塊、8第三永磁體模塊、9第四永磁體模塊。具體為第一交流線圈與第二交流線圈分別緊密繞制在第一鐵心和第二鐵心周圍且繞向相反，直流線圈繞制在第一交流線圈和第二交流線圈的外圍。第一永磁模塊放置在第一鐵心頂部以及側(cè)面，第二永磁體模塊放置在第二鐵心頂部以及側(cè)面，第三永磁體模塊放置在第一鐵心底部以及側(cè)面，第四永磁體模塊放置在第二鐵心底部以及側(cè)面。直流線圈以及各永磁體模塊對鐵心的激磁方向相同。第一交流線圈與第二交流線圈連接，并且一起串聯(lián)在線路中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器，其特征在于，所述第一永磁體模塊的頂部永磁體以及第三永磁體模塊的底部永磁體為第一鐵心提供磁動勢，減小直流勵磁電流;第二永磁體模塊的頂部永磁體以及第四永磁體模塊的底部永磁體為第二鐵心提供磁動勢，減小直流勵磁電流。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器，其特征在于，所述第一永磁體模塊和第三永磁體模塊的側(cè)面永磁體為第一鐵心提供磁動勢，并且減小第一鐵心端部的磁場泄露，提高第一鐵心的可利用長度;第二永磁體模塊和第四永磁體模塊的側(cè)面永磁體為第二鐵心提供磁動勢，并且減小第二鐵心端部的磁場泄露，提高第二鐵心的可利用長度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低鐵心端部漏磁型永磁飽和故障電流限制器，其特征在于，所述第一交流線圈與第二交流線圈為串聯(lián)，在故障電流的每半個周波中，交替起到限流作用。
【文檔編號】H02H9/02GK105914722SQ201610387261
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】李磊, 李琳
【申請人】華北電力大學(xué)