[发明专利]永磁式交流电抗器型限流器

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流电力系统中应用的短路故障限流器。

背景技术

随着电力系统中电网容量的日益增大，系统的短路电流也在大大增强，短路故障形成的短路电流已经成为危害电力系统安全运行的最突出的问题之一。目前电力系统限制短路电流一般采用串联电抗器，或者在系统中串接大容量高速开关与电抗器并联装置，或者采用新型短路故障限流器。传统的电抗器和高速开关装置都存在严重的缺陷限制了这两种方式的应用。现有新型短路故障限流器克服了前两种限流装置的缺点，但仍存在一些不足。1、超导型故障限流(SFCL)分为电阻型和电感超导型。电阻型在电流正常时，超导体处在超导状态没有电阻。假使电流增加超过了临界电流，则超导体退出超导状态，具有高值电阻与电网串联，从而限制短路电流。电感型在电流正常时，超导体环的电流去磁或者使铁芯处于磁饱和状态，使此FCL的运行方式呈低阻抗(近乎漏磁电抗)。当电流增加超过临界电流时，此超导体环进入高阻抗状态，从而起到限制短路电流的作用。超导限流器存在超导物理材料和机械性能受局限，制造成本高，运行费用高等问题。2、PTC热敏电阻短路电流限制器，是利用PTC热敏电阻非线性电阻在正常电流时，电阻温度较低具有阻抗小的特性，当短路电流超过临界值后温度上升，电阻值增大从而达到限流目的。但存在恢复时间长，稳定性差等缺点。3、固态开关型故障限流器主要有磁饱和型短路限流器、直流电抗器型短路电流限制器。固态型故障限流器具有动作快、恢复时间短的优点。但现有的直流电抗器型短路电流限制器存在结构复杂、控制不合理、谐波含量大、可靠性差等缺点。磁饱和型短路限流器一般需要直流偏磁电源，同样存在着成本高，可靠性能差等问题。

目前电力系统限制短路电流还常采用干式空心限流电抗器，该种电抗器体积较大，对周围环境具有强大的电磁污染，对通讯及计算机系统干扰很大。为解决此问题，中国专利03253037.4提出了一种铁芯限流电抗器，铁芯主要由两个或三个心柱及上下铁轭组成，心柱上套有绕组，各心柱的上下端分别与上下铁轭连接形成导磁通路，心柱上有两个绕向相反的线圈连接组成，以抵消大部分磁通，来得到所需电感值。尽管该专利成功地解决了电抗器的电磁污染，但是电抗器正常工作时，铁芯处于不饱和状态，无形中增大了功率的损耗，使得系统的功耗增大，并且状态改变较慢，不能快速响应短路故障的发生，进一步限制短路电流的增大。

发明内容

本发明提供一种能够在系统正常运行时减少无功损耗、短路故障时快速响应的永磁式电抗器型限流器。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种永磁式交流电抗器型限流器，包括主要由包括中心柱和边柱的铁芯、上下铁轭和套装在边柱上的交流绕组构成的电抗桥路，电抗桥路主要由铁芯、上下铁轭和交流绕组构成，所述铁芯包括中心柱和边柱，边柱上套装有交流绕组，交流绕组由两组交流线圈构成，所述中心柱内设置有永磁体，两组交流线圈同名端反向串联，构成永磁式交流电抗器型限流器。应用于交流系统单相回路中。

本发明应用于中、低压系统：所述永磁式交流电抗器型限流器分别串接于三相系统每一相电源和负载之间，构成三相永磁式交流电抗器型限流器。单相永磁式交流电抗器型限流器应用于三相系统中，由三个单相永磁式交流电抗器型限流器分别串接于系统每一相电源和负载之间。

本发明应用于高压或超高压系统：所述永磁式交流电抗器型限流器并联在耦合变压器的副边，串接于电源和负载之间，构成带耦合变压器的永磁式交流电抗器型限流器；永磁式交流电抗器型限流器应用于高压或超高压电网系统中，并联在单相耦合变压器的副边，串接于单相电源和负载之间。三个带耦合变压器的永磁式交流电抗器型限流器分别串接于三相系统每一相电源和负载之间，构成三相带耦合变压器的永磁式交流电抗器型限流器，构成三相带耦合变压器的永磁式交流电抗器型限流器。

一种永磁式交流电抗器型限流器，包括主要由铁芯、上下铁轭和交流绕组构成的电抗桥路，铁芯包括中心柱和边柱，边柱上套装有交流绕组，所述中心柱上设置有永磁体，所述边柱为两个或两个以上对称设置，对称设置的边柱上的交流线圈两两同名端反向串联，构成三相永磁式交流电抗器型限流器。

上述三相永磁式交流电抗器型限流器应用于高压或超高压系统：所述三相永磁式交流电抗器型限流器分别连接在三个耦合变压器的副边，构成三相带耦合变压器的永磁式交流电抗器型限流器。

本发明所述限流绕组的控制方式为：所述限流绕组在相对边柱产生的磁通方向相反。

本发明所述边柱的改进在于：所述各边柱的截面积相等，中心柱的截面积大于或等于边柱截面积的总和。