[实用新型]快熔型混合限流开关

说明书

                      技术领域

本实用新型涉及电网短路故障时使用的限流开关，尤其涉及一种快熔型混合限流开关。

                      背景技术

随着供电系统的功率急剧增加，其设计和研制中都面临着许多全新问题。其中一个瓶颈问题是如何使短路电流被限制在保护设备的极限通断能力之内。

目前国际上现有的解决方法，主要是加装限流装置(Fault CurrentLimiter，FCL)。有两种常用的解决方案：传统机械开关导通稳定、带负载能力强，但是响应速度慢、带电弧、稳定性和可控性差；而固态限流开关响应速度快、无电弧，但是通态损耗大、耐压水平低、不能完全开断电路而且给电网带来了严重的谐波污染。

                      发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种开关动作快速准确，能有效抑制短路的快熔型混合限流开关。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种快熔型混合限流开关，包括电磁斥力式机械开关和快速熔断器，其特征是所述电磁斥力式机械开关和快速熔断器并联。

在上述方案中，所述电磁斥力式机械开关由斥力驱动线圈、运动盘、开关触头和斥力驱动线圈驱动和控制电路构成，所述运动盘位于开关触头上，斥力驱动线圈位置对应于运动盘。

在上述方案中，所述斥力驱动线圈驱动电路由直流电源E，电容C，受控开关器件G组成，所述电源E的一个输出端分两路输出，一路与电容C一端相连，另一路与受控开关器件G的正极相连，电容C另一端分两路输出，一路与电源E的另一端相连，一路与斥力驱动线圈一端相连，受控开关器件G的负极与斥力驱动线圈另一端相连，受控开关器件G的控制端与控制器相连。参见图2和图3。

上述受控开关器件G为GTO、SCR、IGBT或IGCT电力电子器件。

在上述运动盘上面设有能使运动盘相对于开关触头有一个预紧力的预紧装置。该预紧装置可以为预紧力弹簧或磁力吸合装置。

本实用新型主要包括两条并联的支路：电磁斥力式机械开关为通流支路，而快速熔断器构成了换流支路。这里使用的快速熔断器是专为电力电子器件过流保护设计的，具有通态电阻小，弧前能量低等特点，它的额定电流远小于电网系统额定电流，这些都保证了短路电流从机械式斥力开关换流到快熔支路后能够在极短的时间内将快速熔断器熔断，从而达到迅速限制短路电流的目的。

它的工作过程是：电网正常运行时，电磁斥力式机械开关闭合，额定负载电流通过机械开关，不会产生显著损耗；当电网短路故障时，控制电磁斥力式机械开关分断，短路电流换流到快速熔断器支路，随后在极短的时间内将快速熔断器熔断。

电磁斥力开关的工作原理为，当受控开关器件G导通，由于回路电感很小，使斥力驱动线圈中产生巨大的电容放电电流脉冲，斥力驱动线圈产生的磁场匝穿越运动盘，在运动盘中感应出电流，这个感应电流所产生的磁场与斥力驱动线圈产生的磁场方向相反，斥力驱动线圈与运动盘之间立即产生斥力F，使运动盘向上迅速运动。放电时脉冲电流的增长速度di/dt越大，运动盘中产生的感应电流也就越大，斥力越大。而当电流不变化时，则斥力为零。

本实用新型充分利用了传统机械开关和固态限流开关的优点，并通过合理动作配合设计来克服其缺点，它能够随时检测系统故障电流状态并控制开关的分断，又可以及时响应控制信号，对于电网短路故障能达到快速准确限流的要求。

本实用新型可以设置在电网两个供电区域之间，正常情况下，两个区域各自供电和负荷均衡，流经限流器的电流很小，从而有效地降低了本限流开关的器件损耗；当某一供电区域发生短路，本限流开关迅速切断，从而抑制了故障点的短路电流，并有效地保证了正常供电区域的连续供电性。

                     附图说明

图1是本实用新型的结构原理图。

图2是电磁斥力式机械开关结构和斥力驱动线圈驱动电路示意图。

图3是实施例驱动线圈驱动电路图。

图4是实施例短路实验电路图。

图5是短路实验示波图。

                    具体实施方式