一種混合型短路故障限流器的製作方法

2023-10-17 21:15:49 1

專利名稱：一種混合型短路故障限流器的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種短路故障限流器，特別涉及輸配電網的短路故障限流器。
背景技術：
隨著國民經濟的快速發展，社會對電カ的需求不斷増加，帶動了電カ系統的不斷發展，單機和發電廠容量、變電所容量、城市和エ業中心負荷不斷増加，就使得電カ系統之間互聯，各級電網中的短路電流水平不斷提高，短路故障對電カ系統及其相連的電氣設備的破壞性也越來越大。而且，在對電能的需求量日益增 長的同時，人們對電能質量、供電可靠性和安全性等也提出了更高的要求。然而，大電網的暫態穩定性問題比較突出，其中最重要的原因之一是由於常規電カ技術缺乏行之有效的短路故障電流限制技木。目前，世界上廣泛採用斷路器對短路電流全額開斷，由於短路電流水平與系統的容量直接相關，在斷路器的額定開斷電流水平一定的情況下，採用全額開斷短路電流將會限制電カ系統的容量的增長，並且斷路器價格昂貴且其價格隨其額定開斷電流的增加而迅速上升。隨著電網容量和規模的擴大，斷路器的開斷能力已經越來越難以適應電網運行的需要。短路故障限流器為這ー問題的解決提供了新思路。目前，基於材料特性及其技術突破，提出並發展了多種限流器，包括PTC(Positive Temperature Coefficient,正溫度係數)限流器、諧振限流器、固態限流器、超導限流器等。由於PTC限流器的限流容量太小，諧振限流器在限流過程伴有高電壓產生從而存在極大安全隱患，因此均不具備在實際電網中的應用前景。固態限流器由於在高電壓大容量系統中應用時，需要大量固態開關管(IGBT、GTO等)串並聯來實現，導致結構複雜、價格昂貴、穩態損耗大、可靠性低，因此其實際應用也具有很大局限性。比如，固態短路故障限流器在檢測到短路故障時，通過快速改變故障電網的阻抗和感抗參數，可以將故障電流限制在較低的水平，以保護電カ設備，並保證在已有斷路器遮斷能力的前提下切斷短路故障。美國發明專利US 4490769的技術方案如圖I所示，其主電路由ニ極管Tl、T2、T3、T4，直流電感L和偏壓電源Vb組成。在發生短路故障時，均可以無延時地自動投入線路，對故障電流及其上升率進行限制。但是，只有在電網電流達到磁體電流時，其限流磁體(LO)才會自動串入電網來實現限流，並且，隨著磁體電流的不斷增大，磁體的限流能力不斷減小。嚴格地說，ニ極管組成的橋路無法實現真正的限流，必須採用可控開關管，如圖I所示，通過控制，減小整流橋的橋臂上的開關管的導通角來增大磁體的放電時間，從而達到較好的限流效果。同時，流過偏壓電源的電流往往是電網電流的2 3倍，而且必須滿足非故障態和故障態的電流變化的要求，因此，偏壓電源的實現有一定的技術難度和較高的成本。

發明內容
為了克服已有技術的不足，本發明提出ー種用於輸配電網的短路故障限流器。本發明不但能夠自動串入電網限制故障電流，而且結構簡單、成本低。本發明採用的技術方案如下
本發明包括整流橋、超導無感線圈、開關、電抗器、分流電阻、第一保護迴路和第二保護迴路。所述的超導無感線圈、開關和分流電阻並聯。整流橋由第一ニ極管和第二ニ極管串聯、第三ニ極管和第四ニ極管串聯，然後並聯組成。第一保護迴路由第九ニ極管和第一電阻串聯組成。第二保護迴路由第十二極體和第二電阻串聯組成。電抗器由第一繞組和第ニ繞組組成。第一ニ極管和第二ニ極管的連接點為第一交流端，第三ニ極管和第四ニ極管的連接點為第二交流端，第一ニ極管和第三ニ極管的連接點為第一直流端，第二ニ極管和第四ニ極管的連接點為第二直流端。電抗器的第一繞組和所述的第一保護迴路並聯，此並聯支路的一端連接在第一直流端，此並聯支路的另一端與超導無感線圈、開關和分流電阻的並聯電路串聯後接入第二直流端。第二繞組和第二保護迴路並聯，此並聯支路的一端連接在第一直流端，此並聯支路的另一端接入第二直流端。短路故障限流器和交流電源、負載阻抗和斷路器SW組成的串聯支路連接在整流橋的第一交流端和第二交流端之間構成ー種單相短路故障限流器。本發明的主要優點I.本發明通過電抗器和超導無感線圈共同限流，實現了混合限流的目的，提高了限流器的限流能力，從而達到了比已有短路故障限流器更好的限流效果。2.本發明的超導無感線圈通過過流失超產生電阻而自動串入電網限流，實現了故障自動觸發，該限流器的故障響應速度快、可靠性高。3.本發明的超導無感線圈限流過程的電阻増大，改變了電抗器的繞組電流分配，迫使電抗器的電抗増大，從而獲得更大的限流阻杭。不但提高了限流器的限流能力，而且解決了電抗器過大對電網的穩態影響。 4.本發明的超導無感線圈在限流過程中，通過其電阻増大，吸收更多的短路故障能量，延長了電抗器的實際限流時間，提高了限流器的限流能力。5.本發明的限流器對電網的穩態影響小。由於電抗器和超導無感線圈連接在限流器的直流側，在電網穩態時，超導無感線圈處於超導態，不會產生電阻。因此，本發明的限流器對電網的穩態影響很小或不產生影響。6.本發明的限流器通過可以根據故障電流的大小，產生不同的限流阻抗。因此，本發明對電網的適應性更強。7.超導無感線圈串聯在限流器的支路中，減少了超導帶材的用量，降低了限流器的製造成本。


圖I為已有發明的電路原理圖；圖2為本發明具體實施例I的電路原理圖；圖3為本發明具體實施例I的電抗器結構原理圖；圖4為本發明具體實施例2的電路原理圖；圖5為本發明具體實施例3的電路原理圖；圖6為本發明具體實施例3的電路原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進ー步描述如圖2所示，本發明的具體實施例I為ー種単相短路故障限流器。所述的單相短路故障限流器包括整流橋Br、超導無感線圈Rsc、開關K、電抗器L、分流電阻R3、第一保護迴路Pl和第二保護迴路P2。超導無感線圈Rsc、開關K和分流電阻R3並聯。整流橋Br由第一二極體Dl和第二ニ極管D2串聯、第三ニ極管D3和第四ニ極管D4串聯，串聯電路再並聯組成。第一保護迴路Pl由第九ニ極管D9和第一電阻Rl串聯組成。第二保護迴路P2由第十二極體DlO和第二電阻R2串聯組成。電抗器L由第一繞組Lll和第二繞組L12組成。第一ニ極管Dl和第二ニ極管D2的連接點為第一交流端A，第三ニ極管D3和第四ニ極管D4的連接點為第二交流端B，第一ニ極管Dl和第三ニ極管D3的連接點為第一直流端M，第二ニ極管D2和第四ニ極管D4的連接點為第二直流端N。第一繞組Lll和第一保
護迴路Pl並聯，此並聯支路的一端連接在第一直流端M，此並聯支路的另一端與超導無感線圈Rsc、開關K和分流電阻R3的並聯電路串聯後接入第二直流端N。第二繞組L12和第ニ保護迴路P2並聯，此並聯支路的一端連接在第一直流端M，此並聯支路的另一端接入第二直流端N。短路故障限流器和交流電源UAC、負載阻抗RL和斷路器SW組成的串聯支路連接在所述的第一交流端A和第二交流端B之間。如圖3所示，本發明的具體實施例I為所述電抗器L的結構圖。第一繞組Lll和第二繞組L12匝數相同、異名端相連、磁通方向相反。並通過閉合鐵芯形成閉合磁路，提高其磁場耦合能力。電網穩態時，通過第一繞組Lll和第二繞組L12的電流相等，均為電網總電流的一半。本發明的具體實施例I中，所述的超導無感線圈Rsc採用YBCO高溫超導帶材繞制的超導無感線圈，並浸泡在液氮或過冷液氮中工作。電網穩態時，通過超導無感線圈Rsc的電流小於其臨界電流，超導無感線圈Rsc處於超導態，呈現零電阻。電網發生短路故障吋，通過超導無感線圈Rsc的電流大於其臨界電流，甚至達到臨界電流的5倍左右，導致超導無感線圈Rsc失超而產生電阻。電網穩態時，所述的超導無感線圈Rsc處於超導態，其電阻為零，通過第一繞組Lll和第二繞組L12的電流相等，均為電網總電流的一半。電抗器L的漏感工作在整流橋的直流側，不產生壓降，開關K處於斷開狀態。若正向電流通過限流器，則電流通過第一ニ極管Dl-電抗器L (第一繞組Lll和第二繞組L12電流相等)-超導無感線圈Rsc-第四ニ極管D4而導通；若反向電流通過限流器，則電流通過第ニニ極管D2-電抗器L (第一繞組Lll和第二繞組L12電流相等)-超導無感線圈Rsc-第三ニ極管D3而導通。電抗器L的漏感很小，限流器對電網不造成穩態影響。一旦電網發生短路故障時，若故障電流正向流過限流器，即故障電流的瞬時值的大於2倍的超導無感線圈Rsc的臨界電流，故障電流將通過第一ニ極管Dl-電抗器L-超導無感線圈Rsc和分流電阻R3的並聯支路-第四ニ極管D4而導通；若故障電流反向流過限流器，即故障電流的瞬時值的大於2倍的超導無感線圈Rsc的臨界電流，故障電流將通過第ニニ極管D2-電抗器L-超導無感線圈Rsc和分流電阻R3的並聯支路-第三ニ極管D3而導通。這時，由於超導無感線圈受到過流衝擊而失超，產生限流電阻Rs。一方面，隨著限流電阻Rs増大，電抗器L的第一繞組Lll電流減小，第二繞組L12電流増大，磁通無法相互抵消，產生限流電抗。電抗器L磁通的増大，提高了限流器的限流能力，同時也不會對電網造成影響。另ー方面，限流電阻Rs増大，使得一部分電流轉移到並聯分流電阻R3中。通過分流電阻R3的分流作用，可以有效地保護超導無感線圈Rsc因過流衝擊而損壞，提高了限流器運行的安全性。在電抗器L的磁通隨電流發生劇烈變化時，通過第一保護迴路Pl和第二保護迴路P2分別對第一繞組Lll和第二繞組L12實現保護，同吋，也減小了電抗器L操作過電壓對超導無感線圈Rsc和整流橋Br的過壓衝擊。在電網瞬時故障時，電網重合閘，電網電流恢復正常，開關K閉合，確保電網的正常運行。在電網永久性故障時，電網重合閘，限流器進行再次限流，並通過斷路器SW斷開電網。在限流過程中，通過超導無感線圈的失超產生電阻，和對電抗器電流分配來產生磁通量，進而產生感抗，來實現電阻和電感共同限流，達到了更好的限流效果，同時，減小了超導無感線圈的製造成本。本發明的具體實施例I所述的三個單相短路故障限流器串聯接入三相系統組成 三相短路故障限流器。組成三個單相短路故障限流器的每個單相短路故障限流器的結構和實施例I相同。三相短路故障限流器每ー相的工作原理和本發明的単相短路故障限流器的工作原理相同。如圖4所示，本發明的實施例2為單相帶有耦合變壓器的短路故障限流器。単相短路故障限流器結構和實施例I相同。TR為限流器的耦合變壓器，SW為斷路器，Uac為交流電源，RL為負載阻杭。単相短路故障限流器並聯在耦合變壓器TR的副邊繞組上，耦合變壓器TR的副邊繞組的兩端分別連接在第一交流端A和第二交流端B上。耦合變壓器TR的原邊繞組串入交流電源Uac、斷路器SW和負載RL組成的串聯線路，構成單相帶有耦合變壓器的短路故障限流器；對於高壓或超高壓變壓器來說，通過將變壓器耦合，可以降低限流器中功率器件的額定電壓和絕緣級別，從而降低限流器的成本，提高其限流性能。単相帶有耦合變壓器的短路故障限流器的工作原理和本發明的単相短路故障限流器的工作原理相同。本發明實施例2的三個單相短路故障限流器分別串聯在三相系統中，組成三相帶有耦合變壓器的短路故障限流器。三相帶有耦合變壓器的短路故障限流器的每個單相短路故障限流器的結構和圖4所示的實施例2相同。三相帶有耦合變壓器的短路故障限流器每一相的工作原理和本發明實施例2的単相短路故障限流器的工作原理相同。如圖5所示，本發明的實施例3為優化的三相短路故障限流器。包括三相整流橋Br3、超導無感線圈Rsc、開關K、電抗器L、分流電阻R3、第一保護迴路Pl和第二保護迴路P2。超導無感線圈Rsc、開關K和分流電阻R3並聯。整流橋Br3由第一ニ極管D1、第二ニ
極管D2........和第八ニ極管D8組成。第一保護迴路Pl由第九ニ極管D9和第一電阻Rl
串聯組成。第二保護迴路P2由第十二極體DlO和第二電阻R2串聯組成。電抗器L由第一繞組Lll和第二繞組L12組成。第一ニ極管Dl和第二ニ極管D2通過連接點W串聯、第三ニ極管D3和第四ニ極管D4通過連接點V串聯、第五ニ極管D5和第六ニ極管D6通過連接點U串聯、第七ニ極管D7和第八ニ極管D8通過連接點Gl串聯，並且，第一ニ極管D1、第三ニ極管D3、第五ニ極管D5和第七ニ極管D7連接在第一直流端M上，第二ニ極管D2、第四ニ極管D4、第六ニ極管D6和第八ニ極管D8連接在第二直流端N上。第一繞組Lll和第一保護迴路Pl並聯，此並聯支路的一端連接在第一直流端M，此並聯支路的另一端與超導無感線圈Rsc、開關K和分流電阻R3的並聯電路串聯後接入第二直流端N。第二繞組L12和第二保護迴路P2並聯，此並聯支路的一端連接在第一直流端M，此並聯支路的另一端接入第二直流端N。A相耦合變壓器Tra的副邊繞組連接在連接點U和連接點Gl之間，B相耦合變壓器Trb的副邊繞組連接在連接點V和連接點Gl之間，C相耦合變壓器Trc的副邊繞組連接在連接點W和連接點Gl之間。A、B、C三相的耦合變壓器的原邊繞組分別串聯在三相電源Ua、Ub、Uc和三相斷路器Sffa, Sffb, Sffc之間，並與三相負載阻抗RLa、RLb, RLc串聯。三相負載阻抗RLa、RLb, RLc和三相電源Ua、Ub、Uc連接到接地點G上，組成三相耦合短路故障限流器。本發明實施例3的超導無感線圈Rsc和電抗器L的特徵和結構特點、工作原理均與實施例I相同。以A相為例，電網未發生短路故障時，超導無感線圈Rsc處於超導態，其電阻為零，通過第一繞組Lll和第二繞組L12的電流相等，均為電網總電流的一半。電抗器L的漏感工作在整流橋的直流側，不產生壓降，開關K處於斷開狀態。若正向電流通過限流器，則電流通過第六ニ極管D6-電抗器L (第一繞組Lll和第二繞組L12電流相等)-超導無感線圈 Rsc-第八ニ極管D8而導通；若反向電流通過限流器，則電流通過第五ニ極管D5-電抗器L(第一繞組Lll和第二繞組L12電流相等)-超導無感線圈Rsc-第七ニ極管D7而導通。電抗器L的漏感很小，限流器對電網不造成穩態影響。三相耦合短路故障限流器對電路的不產生電壓跌落。以A相為例，一旦電網發生短路故障時，若故障電流正向流過限流器，即故障電流的瞬時值的大於2倍的超導無感線圈Rsc的臨界電流，故障電流將通過第五ニ極管D5-電抗器L-超導無感線圈Rsc和分流電阻R3的並聯支路-第八ニ極管D8而導通；若故障電流反向流過限流器，即故障電流的瞬時值的大於2倍的超導無感線圈Rsc的臨界電流，故障電流將通過第六ニ極管D6-電抗器L-超導無感線圈Rsc和分流電阻R3的並聯支路-第七ニ極管D7而導通。這時，由於超導無感線圈受到過流衝擊而失超，產生限流電阻Rs。一方面，隨著限流電阻Rs増大，電抗器L的第一繞組Lll電流減小，第二繞組L12電流増大，磁通無法相互抵消，產生限流電抗。電抗器L磁通的増大，提高了限流器的限流能力，同時也不會對電網造成影響。另一方面，限流電阻Rs増大，使得一部分電流轉移到並聯分流電阻R3中。通過分流電阻R3的分流作用，可以有效地保護超導無感線圈Rsc因過流衝擊而損壞，提高了限流器運行的安全性。在電抗器L的磁通隨電流發生劇烈變化時，通過第一保護迴路Pl和第二保護迴路P2分別對第一繞組Lll和第二繞組L12實現保護，同時，也減小了電抗器L操作過電壓對超導無感線圈Rsc和整流橋Br的過壓衝擊。在電網瞬時故障時，電網重合閘，電網電流恢復正常，開關K閉合，確保電網的正常運行。在電網永久性故障時，電網重合閘，限流器進行再次限流，並通過斷路器SW斷開電網。在限流過程中，通過超導無感線圈的失超產生電阻，和對電抗器電流分配來產生磁通量，進而產生感抗，來實現電阻和電感共同限流，達到了更好的限流效果，同時，減小了超導無感線圈的製造成本。三相限流器採用ー組超導無感線圈可以大大降低限流器的製造成本。如圖6所示，本發明的實施例4為ー種単相短路故障限流器。實施例4的結構和實施例I相同，其特徵是整流橋Br由第一晶閘管Kl和第三晶閘管K3代替第一ニ極管Dl和第三ニ極管D3，組成可控整流橋。超導無感線圈Rsc和電抗器L的特徵和結構特點均與實施例I相同。電網穩態時，開關K處於斷開狀態，第一晶閘管Kl和第三晶閘管K3受高電平觸發而處於導通狀態。若正向電流通過限流器，則電流通過第一二極體Dl-電抗器L (第一繞組Lll和第二繞組L12電流相等)-超導無感線圈Rsc-第四ニ極管D4而導通；若反向電流通過限流器，則電流通過第ニニ極管D2-電抗器L (第一繞組Lll和第二繞組L12電流相等)-超導無感線圈Rsc-第三ニ極管D3而導通。電抗器L的漏感很小。超導無感線圈Rsc處於超導態，其電阻為零，通過第一繞組Lll和第二繞組L12的電流相等，均為電網總電流的一半。電抗器L的漏感工作在整流橋的直流側，不產生壓降。一旦電網發生短路故障時，若故障電流正向流過限流器，即故障電流的瞬時值的大於2倍的超導無感線圈Rsc的臨界電流，故障電流將通過第一晶閘管Kl-電抗器L-超導無感線圈Rsc和分流電阻R3的並聯支路-第四ニ極管D4而導通；若故障電流反向流過限流器，即故障電流的瞬時值的大於2倍的超導無感線圈Rsc的臨界電流，故障電流將通過第ニニ極管D2-電抗器L-超導無感線圈Rsc和分流電阻R3的並聯支路-或第三晶閘管K3 而導通。超導無感線圈Rsc和電抗器L的工作原理與實施例I相同。同時，通過控制第一晶閘管Kl和第三晶閘管K3的導通角，提高限流器的限流能力。在電網瞬時故障時，電網重合閘，電網電流恢復正常，開關K閉合，確保電網的正常運行。在電網永久性故障時，電網重合閘，限流器進行再次限流，並通過斷路器SW斷開電網。在限流過程中，通過超導無感線圈的失超產生電阻，和對電抗器電流分配來產生磁通量，進而產生感抗，來實現電阻和電感共同限流，達到了更好的限流效果，同時，減小了超導無感線圈的製造成本。本發明實施例4的三個單相短路故障限流器分別串聯在三相系統中組成的三相帶有耦合變壓器的短路故障限流器。三個單相短路故障限流器的每個單相短路故障限流器的結構和實施例4相同。三相短路故障限流器每ー相的工作原理和本發明實施例4的単相短路故障限流器的工作原理相同。在220kV電網中，本發明均能較好地實現短路故障限流，故障電流的瞬時值和穩態值都可以限制在最大故障電流的60%以下。並且，根據電網的故障特點和阻抗情況，進ー步調節超導無感線圈和電抗器的參數，可以達到更好的限流效果。
權利要求
1.一種混合型短路故障限流器，其特徵是包括整流橋Br、超導無感線圈Rsc、開關(K)、電抗器(U、分流電阻(R3)、第一保護迴路(Pl)和第二保護迴路(P2);所述的超導無感線圈(Rsc)、所述的開關(K)和分流電阻(R3)並聯；所述的整流橋Br由第一二極體(D1)、第二二極體(D2)、第三二極體(D3)和第四二極體(D4)組成；第一保護迴路(Pl)由第九二極體(D9)和第一電阻(Rl)串聯組成；第二保護迴路(P2)由第十二極體(DlO)和第二電阻(R2)串聯組成；電抗器(L)由第一繞組(Lll)和第二繞組(L12)組成；第一二極體(Dl)和第二二極體(D2)的連接點為第一交流端(A)，第三二極體(D3)和第四二極體(D4)的連接點為第二交流端(B)，第一二極體(Dl)和第三二極體(D3)的連接點為第一直流端(M)，第二二極體(D2)和第四二極體(D4)的連接點為第二直流端(N);第一繞組(Lll)和第一保護迴路(Pl)並聯，此並聯支路的一端連接在第一直流端(M)，此並聯支路的一端與超導無感線圈(Rsc)、開關K和分流電阻(R3)的並聯電路串聯後接入第二直流端(N);第二繞組(L12)和第二保護迴路(P2)並聯，此並聯支路的一端連接到第一直流端(M)，此並聯支路的另一端接入第二直流端(N);短路故障限流器和交流電源(UAC)、負載阻抗(RL)和斷路器(SW)組成的串聯支路連接在整流橋的第一交流端(A)和第二交流端(B)之間，構成單相短路故障限流器。
2.按照權利要求I所述的短路故障限流器，其特徵是所述的第一電抗器(LI)的第一繞組(Lll)和第二繞組(L12)匝數相同、異名端相連、磁通方向相反，並通過閉合鐵芯形成閉合磁路。
3.按照權利要求I所述的短路故障限流器，其特徵是所述的超導無感線圈(Rsc)採用YBCO高溫超導帶材繞制，並浸泡在液氮或過冷液氮中工作；電網穩態時，通過所述的超導無感線圈(Rsc)的電流小於其臨界電流，所述的超導無感線圈Rsc處於超導態，呈現零電阻；電網發生短路故障時，通過超導無感線圈(Rsc)的電流大於其臨界電流，導致超導無感線圈(Rsc)失超而產生電阻Rs。
4.按照權利要求3所述的短路故障限流器，其特徵是隨著所述的限流電阻(Rsc)的增大，所述電抗器(L)的第一繞組(LII)電流減小，第二繞組(L12)的電流增大，磁通無法相互抵消，增大了電抗器(L)的電抗。
5.按照權利要求I至3的任何一項所述的短路故障限流器，其特徵是所述的三個單相短路故障限流器串聯接入三相系統，組成三相短路故障限流器；組成三個單相短路故障限流器的每個單相短路故障限流器的結構相同；三相短路故障限流器每一相的工作原理和所述的單相短路故障限流器的工作原理相同。
6.按照權利要求I至3的任何一項所述的短路故障限流器，其特徵是所述的單相短路故障限流器並聯在耦合變壓器(TR)的副邊繞組上，耦合變壓器(TR)的副邊繞組的兩端分別連接在第一交流端(A)和第二交流端(B)上；耦合變壓器(TR)的原邊繞組串入交流電源(Uac)、斷路器(SW)和負載(RL)的串聯線路，構成單相帶有耦合變壓器的短路故障限流器；所述的單相帶有耦合變壓器的短路故障限流器的工作原理和所述的單相短路故障限流器的工作原理相同。
7.按照權利要求6所述的短路故障限流器，其特徵是所述的三個單相帶有耦合變壓器的短路故障限流器串聯接入三相系統，組成三相帶有耦合變壓器的短路故障限流器；組成三相帶有耦合變壓器的短路故障限流器的每個單相帶有耦合變壓器的短路故障限流器的結構相同；三相短路故障限流器每一相的工作原理和所述的單相帶有耦合變壓器的短路故障限流器的工作原理相同。
8.按照權利要求I至所述的短路故障限流器，其特徵是所述的短路故障限流器包括三相整流橋(Br3)、超導無感線圈(Rsc)、開關(K)、電抗器(L)、分流電阻(R3)、第一保護迴路(PD和第二保護迴路(P2);超導無感線圈(Rsc)、開關(K)和分流電阻(R3)並聯；整流橋(Br3)由第一二極體(D1)、第二二極體(D2)、第三二極體(D3)、第四二極體(D4)、第五二極體(D5)、第六二極體(D6)、第七二極體(D7)和第八二極體(D8)組成；第一保護迴路(Pl)由第九二極體(D9)和第一電阻(Rl)串聯組成；第二保護迴路(P2)由第十二極體(DlO)和第二電阻(R2)串聯組成；電抗器(L)由第一繞組(Lll)和第二繞組(L12)組成；第一二極體(Dl)和第二二極體(D2)通過連接點W串聯、第三二極體(D3)和第四二極體(D4)通過連接點V串聯、第五二極體(D5)和第六二極體(D6)通過連接點U串聯、第七二極體(D7)和第八二極體(D8)通過連接點Gl串聯，並且，第一二極體(D1)、第三二極體(D3)、第五二極體(D5)和第七二極體(D7)連接在第一直流端M上，第二二極體(D2)、第四二極體(D4)、第六二極體(D6)和第八二極體(D8)連接在第二直流端N上；第一繞組(Lll)和第一保護迴路(Pl)並聯，此並聯支路的一端連接在第一直流端M，此並聯支路的另一端與超導無感線圈(Rsc)、開關(K)和分流電阻(R3)的並聯電路串聯後接入第二直流端(N);第二繞組(L12)和第二保護迴路(P2)並聯後的一端連接在第一直流端(M)，另一端接入第二直流端(N) ;A相耦合變壓器(Tra)的副邊繞組連接在連接點U和連接點Gl之間，B相耦合變壓器(Trb)的副邊繞組連接在連接點V和連接點Gl之間，C相耦合變壓器(Trc)的副邊繞組連接在連接點W和連接點Gl之間；A、B、C三相的耦合變壓器的原邊繞組分別串聯在三相電源Ua、Ub、Uc和三相斷路器SWa、Sffb, Sffc之間，並與三相負載阻抗RLa、RLb、RLc串聯；三相負載阻抗RLa、RLb、RLc和三相電源Ua、Ub、Uc連接到接地點G上，組成三相耦合短路故障限流器。
9.按照權利要求I所述的短路故障限流器，其特徵是所述的整流橋(Br)由第一晶閘管(Kl)和第三晶閘管(K3)代替第一二極體(Dl)和第三二極體(D3)，組成可控整流橋。
10.按照權利要求I或6或9所述的短路故障限流器，其特徵是三個單相帶有耦合變壓器的短路故障限流器分別串聯在三相系統中，組成三相帶有耦合變壓器的短路故障限流器。
全文摘要
一種混合型短路故障限流器。該限流器由電抗器、整流橋、超導無感線圈、開關和分流電阻等組成。電抗器和超導無感線圈連接在整流橋的直流側，超導無感線圈和電抗器的一個繞組串聯。在短路故障限流過程中，超導無感線圈因過流失超而自動觸發限流，具有限流響應速度快，可靠性高的特點。超導無感線圈的電阻增大，改變了電抗器的繞組電流分配，增加了電抗器的磁通，迫使電抗器的電抗增大，從而獲得更大的限流阻抗，提高了限流器的限流能力。超導無感線圈串聯在限流器的支路中，減少了超導帶材的用量，降低了限流器的製造成本。
文檔編號H02H9/02GK102684179SQ20121014429
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者喻紅濤, 張志豐, 戴少濤, 武鑫, 肖立業, 邱清泉 申請人:中國科學院電工研究所