一種超導故障限流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣領(lǐng)域，具體涉及一種超導故障限流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)濟和技術(shù)的不斷發(fā)展，使電力系統(tǒng)通過自身的擴容和網(wǎng)際的互聯(lián)逐漸擴大規(guī)模，從而輸、配電系統(tǒng)的短路功率和短路電流隨之增大，這將對系統(tǒng)的穩(wěn)定及其安全造成威脅。為提高電網(wǎng)運行的安全性與可靠性，通?？紤]從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運行方式和設(shè)備三個方面進行改進。但是，通過改造電網(wǎng)結(jié)構(gòu)限制短路電流水平的費用十分昂貴;改變系統(tǒng)運行方式，如:斷開電磁環(huán)網(wǎng)、斷開母聯(lián)開關(guān)、兩段母線獨立運行等，能有效地降低短路電流水平，卻在一定程度上犧牲了電網(wǎng)的可靠性;在設(shè)備端口裝設(shè)常規(guī)限流電抗器、高阻變壓器等，則會導致網(wǎng)損增加，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且其容量日漸不足的問題亟待解決。目前，最為理想的方法是在系統(tǒng)中裝設(shè)超導限流器，把它接入線路，系統(tǒng)正常運行時，它處于超導態(tài)，損耗小，對電力系統(tǒng)正常運行無影響；一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，超導限流器失超，可以瞬間產(chǎn)生大阻抗串入線路，有效地限制故障電流，這種裝置響應(yīng)時間快、可靠性高。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種超導故障限流裝置，能夠在發(fā)生短路故障的瞬間產(chǎn)生大阻抗串入線路，有效地限制故障電流，提尚電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0004]為了解決上述問題，本實用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0005]—種超導故障限流裝置，包括超導限流器，連接在所述超導限流器進線端的第一電阻和IGBT管，以及連接在所述超導限流器出線端的第二電阻，所述IGBT管的集電極和發(fā)射極分別連接在所述第一電阻的兩端;所述超導限流器由若干個圓筒鐵芯及繞設(shè)于所述圓筒鐵芯上的超導繞組構(gòu)成，所述超導繞組設(shè)置為直接繞設(shè)于所述圓筒鐵芯上的一次繞組和繞設(shè)于所述一次繞組上的二次繞組;所述一次繞組和二次繞組的繞向相同或相反。
[0006]進一步的，所述超導限流器包括同心設(shè)置的第一圓筒鐵芯和第二圓筒鐵芯，所述第一圓筒鐵芯上的一次繞組和二次繞組的繞向相同，所述第二圓筒鐵芯上的一次繞組和二次繞組的繞向相反;所述第一圓筒鐵芯上的一次繞組和第二圓筒鐵芯上的一次繞組串接，且兩個自由端分別作為超導限流器的進線端和出線端;所述第一圓筒鐵芯上的二次繞組和第二圓筒鐵芯上的二次繞組短接。
[0007]進一步的，所述超導限流器包括同心設(shè)置的六個圓筒鐵芯及繞設(shè)于其上的超導繞組，從內(nèi)到外分為兩個內(nèi)繞組、兩個中繞組及兩個外繞組，分別對應(yīng)于三相電路的A相、B相和C相;所述六個圓筒鐵芯上一次繞組和二次繞組的繞向均相同，且各繞組之間的圓筒鐵芯間距相等。
[0008]本實用新型的超導故障限流裝置，其超導限流器原副邊均采用超導繞組，在正常工作情況下，不會產(chǎn)生電能損耗和電壓損耗。在發(fā)生短路故障時，通過二次短路繞組的磁通的變化來快速反應(yīng)故障電流的變化，并通過一次繞組的高阻特性而使整個系統(tǒng)阻抗迅速增大；由于故障電流的峰值很大，因此可以快速提高限流能力。同時，發(fā)生故障時，快速斷開IGBT管，在交流回路快速串入限流電阻R，使其限流能力進一步提高。
[0009]本實用新型的超導故障限流裝置，具有良好的限流效果，能顯著減少電力系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)故障電流。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的超導故障限流裝置的電路示意圖；
[0011]圖2為本實用新型中超導限流器的一個實施例的縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為圖2中實施例的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為本實用新型中超導限流器的另一個實施例的縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5為圖4中實施例的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖標記說明:1-超導限流器，2-第一電阻，3-第二電阻，4-1GBT管，5-電源，6-負載；10-雙層同心式限流器，100-圓筒鐵芯一，101-圓筒鐵芯二，102-—次繞組，103-二次繞組；11-三相同軸限流器，110?116-圓筒鐵芯，117-內(nèi)繞組，118-中繞組，119-外繞組。
【具體實施方式】
[0016]為了進一步理解本實用新型，下面結(jié)合實施例對本實用新型優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當理解，這些描述只是為進一步說明本實用新型的特征和優(yōu)點，而不是對本實用新型權(quán)利要求的限制。
[0017]如圖1所示，本實用新型的超導故障限流裝置，包括超導限流器I，連接在超導限流器I進線端的第一電阻2和IGBT管4，以及連接在出線端的第二電阻3，IGBT管4的集電極和發(fā)射極分別連接在第一電阻2的兩端。超導限流器I由若干個圓筒鐵芯及繞設(shè)于圓筒鐵芯上的超導繞組構(gòu)成，這些超導繞組包括直接繞設(shè)在圓筒鐵芯上的一次繞組和繞設(shè)于一次繞組上的二次繞組;一次繞組和二次繞組的繞向相同或相反。上述超導故障限流裝置安裝在包含電源5和負載6的電路中，能顯著減少電力系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)故障電流。
[0018]具體的，如圖2和圖3所示，在本實用新型的一個實施例中，超導限流器I采用雙層同心式超導繞組10，包含兩個圓筒鐵芯100、101，每個圓筒鐵芯上有兩個超導線圈，分為一次繞組102和二次繞組103。其中，一次繞組102分別繞在兩個圓筒鐵芯上，這種連接方式可以削弱磁勢，降低損耗。二次繞組103繞在一次繞組上，且一個圓筒鐵芯100上兩個繞組繞向相同，另一個圓筒鐵芯101上兩個繞組繞向相反，兩個一次繞組串接在輸電線路中，兩個二次繞組短接。
[0019]在正常工作情況下，二次繞組感應(yīng)電流，閉合回路在原磁場內(nèi)產(chǎn)生的磁場使系統(tǒng)磁通減小，限流器阻抗很小，不出現(xiàn)限流現(xiàn)象;在發(fā)生短路故障時，二次繞組產(chǎn)生大的感應(yīng)電流，二次繞組閉合回路在原磁場內(nèi)產(chǎn)生的磁場阻礙原磁場磁通量發(fā)生變化的電流相較于超導繞組的臨界電流更大而失去超導性，一次繞組也因通過較大的故障電流而失去超導性，超導線圈突然變成大電阻，這時限流器阻抗就會瞬間增大，兩個交流磁通方向反向的鐵芯脫離飽和區(qū)，限制線路短路電流。交流磁通方向相同的另一個鐵芯仍為飽和狀態(tài)，阻抗很小。采用兩組鐵芯，可以在正負半周分別限制線路中的短路電流。
[0020]如圖4和圖5所示，在本實用新型的另一個實施例中，超導限流器I采用三相同軸限流器11，有六個圓筒鐵芯110?116，從內(nèi)到外依次包括兩個內(nèi)繞組117，兩個中繞組118，兩個外繞組119，分別為A相、B相和C相，各繞組之間的圓筒鐵芯間距相等，且各繞組的繞向相同。采用這種結(jié)構(gòu)，可有效降低損耗和節(jié)省空間。
[0021]IGBT管4的作用是在檢測到突然增大的交流短路電流后，在微秒級時間斷開，使得第一電阻2串入限流，進一步提高本裝置的限流能力，使得短路故障能量主要消耗在第一電阻2上，而不是消耗在超導限流器上，以降低低溫系統(tǒng)運行費用和功率級別。
[0022]以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超導故障限流裝置，其特征在于:包括超導限流器，連接在所述超導限流器進線端的第一電阻和IGBT管，以及連接在所述超導限流器出線端的第二電阻，所述IGBT管的集電極和發(fā)射極分別連接在所述第一電阻的兩端;所述超導限流器由若干個圓筒鐵芯及繞設(shè)于所述圓筒鐵芯上的超導繞組構(gòu)成，所述超導繞組設(shè)置為直接繞設(shè)于所述圓筒鐵芯上的一次繞組和繞設(shè)于所述一次繞組上的二次繞組;所述一次繞組和二次繞組的繞向相同或相反。2.如權(quán)利要求1所述的超導故障限流裝置，其特征在于:所述超導限流器包括同心設(shè)置的第一圓筒鐵芯和第二圓筒鐵芯，所述第一圓筒鐵芯上的一次繞組和二次繞組的繞向相同，所述第二圓筒鐵芯上的一次繞組和二次繞組的繞向相反;所述第一圓筒鐵芯上的一次繞組和第二圓筒鐵芯上的一次繞組串接，且兩個自由端分別作為超導限流器的進線端和出線端;所述第一圓筒鐵芯上的二次繞組和第二圓筒鐵芯上的二次繞組短接。3.如權(quán)利要求1所述的超導故障限流裝置，其特征在于:所述超導限流器包括同心設(shè)置的六個圓筒鐵芯及繞設(shè)于其上的超導繞組，從內(nèi)到外分為兩個內(nèi)繞組、兩個中繞組及兩個外繞組，分別對應(yīng)于三相電路的A相、B相和C相;所述六個圓筒鐵芯上一次繞組和二次繞組的繞向均相同，且各繞組之間的圓筒鐵芯間距相等。
【專利摘要】本實用新型涉及電氣領(lǐng)域，提供了一種超導故障限流裝置，包括超導限流器，連接在所述超導限流器進線端的第一電阻和IGBT管，以及連接在所述超導限流器出線端的第二電阻，所述IGBT管的集電極和發(fā)射極分別連接在所述第一電阻的兩端；所述超導限流器由若干個圓筒鐵芯及繞設(shè)于所述圓筒鐵芯上的超導繞組構(gòu)成，所述超導繞組設(shè)置為直接繞設(shè)于所述圓筒鐵芯上的一次繞組和繞設(shè)于所述一次繞組上的二次繞組；所述一次繞組和二次繞組的繞向相同或相反。本實用新型的超導故障限流裝置，具有良好的限流效果，能顯著減少電力系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)故障電流。
【IPC分類】H02H9/02
【公開號】CN205265250
【申請?zhí)枴緾N201521079396
【發(fā)明人】盧艷, 鄭逸
【申請人】衢州職業(yè)技術(shù)學院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月23日