[发明专利]一种磁开关式短路电流故障检测方法及用于该方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种短路电流故障检测方法

及用于该方法的装置，尤其是涉及一种磁开关式短路电流故障检测方法及用于该方法的装置。

背景技术

近年来，随着我国经济持续高速增长，用电需求量不断增加，电力系统的规模日益增大。由于单机和发电厂容量、变电站容量、城市和工业中心的负荷和负荷密度不断增加，以及电力系统之间的互联和大区域电网的形成，导致了现代电力系统各级电网中的短路电流水平不断增加，部分地区的短路电流水平已经达到甚至超过断路器的遮断容量，而且上升趋势越来越明显，严重威胁到系统的安全运行。采取适当措施限制短路电流势在必行。

在众多短路电流限制措施中，故障限流器Fault Current Limiter，FCL以其优越的综合性能、广阔的应用前景受到越来越多人的关注，已成为故障限流技术领域热点之一。

目前国内外的故障限流器按其工作方式可分为两类：一是基于“开关技术”的故障限流器，包括GTO固态故障限流器、谐振型故障限流器、串联补偿型故障限流器、基于TPSC技术串联谐振型故障限流器等。这类故障限流器主要以大功率电力电子开关作为主旁路技术，要制作高电压大容量故障限流器往往需要多个器件的串、并联，损耗大、造价昂贵、可靠性也难以保障。二是基于元件突增特性的故障限流器，包括超导型故障限流器、PTC故障限流器等。这类基于新材料、新技术发展起来的故障限流器、高压限流熔断器等，由于受材料物理特性制约，允许的最大电流值非常有限，存在恢复时间，且受发热影响大，不能多次反复使用，远不能满足电力系统高电压大容量的需求。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种结构简单、响应速度快，与继电保护装置相配合，可以快速有效的限制系统短路电流，满足限流的技术要求，且易于高压大容量化，满足电力系统的发展要求的一种磁开关式短路电流故障检测方法及用于该方法的装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种磁开关式短路电流故障检测方法，其特征在于，具体方法如下：将电压互感器PT、电流互感器CT接到被测三相高压母线上，将电压互感器PT、电流互感器CT分别通过A/D转换器接到CPU控制芯片上，将CPU控制芯片通过一个直流偏置电流控制电路与一个磁开关式短路故障限流器连接，所述磁开关式短路故障限流器连接到三相高压母线的各相母线；检测时：电压互感器PT、电流互感器CT检测高压母线上的电压和电流信号，经A/D转换器传输给CPU控制芯片，由CPU控制芯片根据已检测到的电压电流信号进行判断，并根据判断结果，并发送相应的信号到直流偏置电流控制电路后选择执行以下步骤：

选择步骤1，若系统正常运行，由CPU控制芯片发出信号给直流偏置电流控制电路，由直流偏置电流控制电路控制磁开关式短路故障限流器中的直流电源E_k产生一个很大的直流偏置电流i_k，在该偏置电流的作用下限流器的铁芯达到深度饱和状态，此时工作绕组的电抗值很小，相当于磁开关“闭合”，限流电感L₀被短接；

选择步骤2，若CPU控制芯片根据已检测到的电压、电流信号判断系统发生短路故障，则由CPU发送信号到直流偏置电流控制电路，由直流偏置电流控制电路控制磁开关式短路故障限流器中的直流电源E_k产生一个很小的直流偏置电流i_k，使铁芯快速退出饱和，此时工作绕组的电抗值非常大，磁开关相当于“断开”，限流电感L₀接入短路回路中。

一种用于磁开关式短路电流故障检测方法的磁开关式短路故障限流器，其特征在于，该磁开关式短路故障限流器包括三个子限流器，即第一子限流器、第二子限流器以及第三子限流器；所述三个子限流器均包括上下两个平行设置的铁轭以及设置在铁轭之间并铁轭垂直设置的四根铁柱，即第一铁柱、第二铁柱、第三铁柱以及第四铁柱；所述第二铁柱和第三铁柱上均绕制有直流绕组，所述的直流绕组外层绕制有一个交流绕组；所述直流绕组的通过直流组件组成一个电路回路。