[实用新型]一种短路故障限流器

说明书

技术领域

本实用新型属于短路电流限制技术领域，涉及一种短路故障限流器。

背景技术

随着国民经济的快速发展，电力系统容量和规模不断扩大，各级电网中的短路电流水平也随之增大，短路故障对电力系统及电力设备具有非常大的潜在威胁。此外，人们对电能质量、供电的安全性与可靠性也提出了更高的要求。然而，目前世界上短路电流主要依靠断路器的全额开断，致使电力系统容量的增长受到了断路器水平的限制。同时，断路器研发费用昂贵，周期长，因此采取更为有效的替代或辅助措施是非常必要的。

目前国内外电力系统中限制短路电流的主要措施包括：采用高阻抗变压器等增大系统与配电设备之间的阻抗，通过分割母线、分割系统等改变系统运行方式，以及采用短路故障限流器来降低故障短路电流等。其中，短路故障限流器结构更简单，对系统影响更小，成本也相对较小，因而更具有应用前景。

短路故障限流器可有效降低故障电流的上升率与幅值，进而降低系统对断路器等设备的要求，是一种非常有潜力的辅助方案。现有的短路故障限流器多为固态限流器、超导饱和铁芯故障限流器等。固态限流器多采用电力电子器件来控制，电力电子器件的通流能力有限，需要采用多个器件并联的方式，同时在动作的同步性上也有要求，导致限流器成本升高，可靠性受到影响。超导饱和铁芯故障限流器需要额外的直流系统为超导直流线圈供电，以使正常工作时铁芯处于深度饱和状态，致使限流器制造成本增加，体积增大，可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型解决的问题在于提供一种短路故障限流器，不需要直流系统和超导直流线圈，同时将电抗器与限流电阻有机结合，可以有效限制故障电流的上升率和峰值，该限流器结构简单、体积小、成本低。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种短路故障限流器，包括三个并联的支路，其中第一支路设有快速断路器，第二支路设有相串联的限流电阻和含磁芯的电抗器，第三支路设有避雷器。

在正常工作时，电流流过快速断路器所在的支路；而当短路故障发生时，快速断路器快速打开，迅速将故障电流转移至限流电阻与含磁芯的电抗器串联的支路来限制短路电流。

当短路故障发生时，快速断路器在5ms以内将故障短路电流转移。

当短路故障发生时，利用含磁芯的电抗器和限流电阻的串联结构来限制短路电流，从而限制故障电流的上升率和峰值，限制故障电流的稳态值。

所述的避雷器限制电力系统的过电压，防止过电压对短路故障限流器产生的损坏。

通常情况下，避雷器呈高阻态，当其端电压达到避雷器的启动电压时迅速呈现低阻态，限制过电压幅值；当其端电压达到正常后，避雷器又迅速恢复至高阻态，保证电力系统正常工作。

所述的避雷器为压敏电阻。

所述的含磁芯的电抗器，其磁芯根据电力系统中故障短路电流的限流要求选择不同的材料或结构，从而使含磁芯的电抗器值随电流变化呈现非线性变化。

所述的限流电阻的阻值根据系统中故障短路电流的限流要来选择。

根据电力系统限流要求，所述的限流电阻的阻值可取0，即去掉限流电阻。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供的短路故障限流器，采用电抗和电阻共同限流的方式，不但可以限制故障电流的上升率和峰值，而且可以限制故障电流的稳态值，其中电抗器可限制故障电流的上升率和峰值，电阻器可限制故障电流的稳态值。提高了限流器的限流能力。

本实用新型提供的短路故障限流器，不需要直流系统和超导直流线圈，从而结构简单、体积小、制造成本低，不需要直流系统和超导直流线圈，同时将电抗器与限流电阻有机结合，从而可以有效限制故障电流的上升率和峰值，提高了限流器的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型的带限流电阻R的磁效应短路故障限流器电路原理示意图；

图2为本实用新型的不带限流电阻R的磁效应短路故障限流器电路原理示意图；

图3为不含限流器时的短路电流仿真结果；

图4为电路中增加不带限流电阻R的磁效应短路故障限流器的短路电流仿真结果；

图5为电路中增加带限流电阻R的磁效应短路故障限流器的短路电流仿真结果。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。