[发明专利]一种互锁真空开关及应用的串联补偿型限流装置及方法

说明书

一种互锁真空开关及应用的串联补偿型限流装置及方法，开关采用互锁真空灭弧室，选择快速斥力机构与之配合，实现串联补偿型限流装置串联补偿和限流两不同功能的快速转换；牵引网线路正常运行时，串联补偿电容器接入，装置处于串联补偿工作状态；当线路发生短路故障时，互锁真空开关动作，将电容器短路，限流电抗投入系统中，对线路短路电流起到限制作用；本发明在同一个灭弧室内部，静主触头和动主触头构成第一触头组实现限流电抗器的投入和切除，静副触头和动副触头构成第二触头组实现补偿电容器的投入和切除；本发明采用单个真空灭弧室，一组操动机构，实现牵引系统的串补与限流功能转换，可降低装置的体积成本和经济成本，提高系统的可靠性。

技术领域

本发明中的互锁真空开关属于高压真空开关领域，具体涉及一种采用单台真空开关同时实现两种不同功能的互锁真空开关；其应用的串联补偿型限流装置属于牵引系统(或电力系统)串联补偿和限流技术的综合领域，具体涉及一种基于互锁真空开关的串联补偿型限流装置及方法。

背景技术

电气化铁路的供电是在铁路沿线建立若干个牵引变电所，牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV(或220kV)三相交流电，经牵引变压器降为27.5kV(或2×27.5kV)单相电，然后经馈电线将单相供电送至接触网上，由接触网向电力机车供电。然而在长大坡道、重载线路以及供电臂末端时，接触网电压损失较严重，出现电压水平偏低的现象，当网压低于牵引规程所要求的最低值(19kV)时，将使电力机车无法正常牵引。在工程实践中，串联电容补偿是一种有效的改善措施，将串联电容补偿装置应用于线路中能够有效提高牵引网的电压水平，改善牵引网的功率因数，提高牵引变电所供电的质量。

此外，短路是牵引供电系统中最常见，也是最严重的一种故障。以一臂接地短路发生几率最高，当系统发生短路时，电流急剧增加，系统电压降低，短路时电流值达额定值的几倍至几十倍，为了限制短路电流，降低短路故障电流对沿线电力设备动稳定和热稳定的冲击，短路故障发生时可在故障线路引入电抗以降低短路电流水平。

串联补偿型故障限流器可以很好的同时解决牵引网压降大和短路多的两大问题，目前所提出的拓扑多为电容组件两侧并联开关，限流电抗组件两侧无并联开关，这种情况下电抗组件始终在线路中运行，产生巨大的无功损耗。有鉴于此，确有必要提供一种即具有串联补偿功能且“零”损耗的限流装置。

如若实现这种具有串联补偿功能且“零”损耗的限流装置,则需要串联补偿电容器与限流电抗器分别与快速开关并联之后串联而成。线路中串联补偿电容和限流电抗二者的配合关系为：线路正常运行时，与补偿电容并联的开关保持分闸状态，此时电容组件接入线路中，装置工作于串联补偿状态，与限流电抗并联的开关合闸，限流电抗被旁路，进而实现电抗运行“零”损耗。当线路发生短路故障时，与补偿电容并联的开关合闸，与限流电抗并联的开关分闸，将限流电抗投入系统中，装置工作于限流状态，对线路短路电流起到限制作用。

目前的真空开关灭弧室只能对一组元件进行控制，实现该组件的投切。如要同时实现上述串联补偿与短路故障电流限制功能的切换，需配备2台真空开关、两组独立的操动机构，在这种情况下，大大增加了材料、造价与体积，加剧开关控制系统的复杂性，降低线路保护的可靠性。

发明内容

本发明目的在于提供一种互锁真空开关及应用的串联补偿型限流装置及方法，采用单个灭弧室同时实现装置串联补偿与短路电流限制两种功能转换，可降低装置体积、成本，减少用于装置的真空灭弧室数量，简化操动机构和传动部件设计，提高装置可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种互锁真空开关，主要包括互锁真空灭弧室和快速斥力机构两部分；