[发明专利]一种可靠性高的短路电流限制器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统送变电技术领域，特别涉及一种可靠性高的短路电流限制器及其方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展，发电容量的不断上升，电力系统发生短路引起的短路电流很大。电力系统发生短路引起的短路电流对电力系统的危害是很大的。因此，减小短路电流，可减小电力设备在短路时的损害程度，提高电力系统的稳定性。

近年来研究限制短路电流的方法与装置(也称短路电流限制器)成为热门课题。

已经有许多短路电流限制器新原理被提出来，但都存在各种问题。饱和电抗型短路电流限制器是一种重要研究方向，美国专利USPO4031457，4122385，4152637，20090021875A1；中国专利2004100802846“一种故障电流限制器”都是饱和电抗型短路电流限制器，这些发明各具特点，但综合性能与效果不够好。特别是，直流电路及其控制方法复杂、不可靠。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种综合性能较好、直流电路及其控制方法简单、可靠性高的短路电流限制器及其方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可靠性高的短路电流限制器，它包括：一个饱和电抗器，饱和电抗器有四个端子；交流线圈组端子I和交流线圈组端子II连接饱和电抗器内部交流线圈组，提供交流电流通路；直流线圈组端子I和直流线圈组端子II连接饱和电抗器内部直流线圈组，提供直流电流通路；交流线圈组与直流线圈组通过饱和电抗器内部的闭环铁芯相互作用；

一套全桥整流电路；整流电路的两个输入端与饱和电抗器的交流线圈组串行连接；全桥整流电路输出端与直流线圈组串行连接，并形成直流环路；

在全桥整流电路的输入端之间反向并联晶闸管D5与晶闸管D6；两个反向并联的晶闸管由控制模块控制；

控制模块有两个输入端子连接晶闸管D5与晶闸管D6的两端，获得晶闸管D5与晶闸管D6正极与负极之间的电压；控制模块另两个输入端子通过电压互感器与交流线圈组的两个端子连接，获得交流线圈组两个端子之间的电压；控制模块还有两个输出端子分别与晶闸管D5、晶闸管D6的触发端连接，分别控制晶闸管D5、晶闸管D6的导通状态；

控制模块在晶闸管D5两端正向电压瞬时值小于设定值时，控制模块与晶闸管D5触发端连接的端子不发触发脉冲，晶闸管D5截止；在晶闸管D5两端正向电压瞬时值大于设定值的时刻，控制模块与晶闸管D5触发端连接的端子即刻发出一个触发脉冲，使晶闸管D5在该时刻正向导通，直至反向电压到来后截止。控制模块在晶闸管D6两端正向电压瞬时值小于设定值时，控制模块与晶闸管D6触发端连接的端子不发触发脉冲，晶闸管D6截止；在晶闸管D6两端正向电压瞬时值大于设定值的时刻，控制模块与晶闸管D6触发端连接的端子即刻发出一个触发脉冲，使晶闸管D6在该时刻正向导通，直至反向电压到来后截止。

所述控制模块在晶闸管D5或晶闸管D6两端电压瞬时值大于设定值的一段时间内，又检测到交流线圈组两个端子之间的电压大于设定值，控制模块发出触发脉冲，使晶闸管D5和晶闸管D6在交流线圈组两个端子之间的电压大于设定值期间全导通；控制模块得到停止指令，停止发出触发脉冲。

所述直流线圈组端子I和直流线圈组端子II间并联电容C1、压敏电阻R1和大功率稳压管D7。

所述交流线圈组为饱和电抗器铁芯上的交流线圈L1、L4，所述直流线圈组为直流线圈L2、L5。

一种可靠性高的短路电流限制器的限流方法，

电力系统正常运行时，输电回路电流给饱和电抗器直流线圈组提供直流电流；饱和电抗器两侧铁芯处于饱和状态，饱和电抗器交流线圈组对输电回路的阻抗很小，不会影响负载的用电；

当输电回路发生短路故障，流过短路电流限制器的电流开始增大，先执行晶闸管D5或晶闸管D6两端正向电压瞬时值大于设定值作为控制模块发出触发脉冲使晶闸管D5或晶闸管D6部分导通的第一判据，然后执行交流线圈组两个输出端子之间的电压大于设定值作为控制模块发出触发脉冲使晶闸管D5和晶闸管D6全导通的第二判据，根据输电线路自动重合闸时间自动切断第二判据；如果电力系统故障为瞬时性故障，第一判据不动作，电力系统自动恢复正常运行；如果电力系统故障为永久性故障，第一判据仍然动作，可靠性高的短路电流限制器限制短路电流，由电力系统继电保护装置有选择性地切除故障。