[发明专利]磁集成解耦绕组的高压磁饱和限流器及绕组电感计算方法

说明书

本发明涉及饱和铁芯型交流故障限流器技术，具体涉及磁集成解耦绕组的高压磁饱和限流器及绕组电感计算方法，该限流器包括铁芯、第一交流绕组、第二交流绕组和直流励磁回路；铁芯为四柱式结构，包括左工作铁芯、左气隙支柱、右气隙支柱、右工作铁芯、上横轭和下横轭，上横轭和下横轭中间分别嵌有永磁体；第一交流绕组和第二交流绕组分别绕制在左工作铁芯和右工作铁芯上，直流励磁回路包括直流励磁电源、第一直流绕组、第二直流绕组、第一解耦绕组、第二解耦绕组、第三解耦绕组和第四解耦绕组；第一解耦绕组和第二解耦绕组分别绕制于左气隙支柱上方和下方。该磁集成解耦绕组的紧凑型高压交流磁饱和限流器总体体积和占地面积大幅减少。

技术领域

本发明属于饱和铁芯型交流故障限流器技术领域，特别涉及磁集成解耦绕组的高压磁饱和限流器及绕组电感计算方法。

背景技术

随着我国经济的发展，国民的用电需求不断增加，电力系统也随之飞速发展。电网规模扩大、互联程度增大，风、光等分布式新能源并网，导致短路电流水平也在不断上升，超出了断路器的开断容量。因此，抑制短路电流成为亟待解决的问题。常规的措施有改变电网结构和运行方式，串联限流电抗、高阻抗变压器等，但这些措施都会对电网运行产生一些负面的影响。故障限流器作为一种限流性能好、响应速度快、成本低的限流装置，已经成为应对电力系统短路容量骤增问题的一种重要技术手段。它在系统正常工作时阻抗低，系统发生短路故障后阻抗高，且能自动实现阻抗的切换，有效限制短路电流。其中，饱和铁芯型故障限流器以其限流效果好、耐压高、自动触发、可靠性高等优点，成为当下研究的热点。

然而，饱和铁芯型交流故障限流器需要外加限流空心电抗器使用，因此，饱和铁芯型交流限流系统由饱和铁芯型交流故障限流器和限流空心电抗器两部分组成，如图1所示，为带气隙的四柱式混合励磁饱和铁芯故障限流器限流系统HSFCL，故障限流器限流系统主要包括限流器本体和空心电抗器两部分。直流励磁回路中流通的直流励磁电流与永磁体共同组成直流偏置励磁源，在系统正常状态下使工作铁芯处于深度饱和状态。串入直流回路的空心电抗器L被接入交流回路以限制短路电流。标准规定电抗器与电抗器之间的距离必须大于电抗器直径的1.7倍，因此限流器和电抗器(限流系统)的总占地面积和体积非常大，经分析计算可得限流空心电抗器的面积约占限流系统总面积的60％～80％，体积约占限流系统总体积的50％～75％。整个限流系统的体积大、占地面积大，限制了故障限流器投入于实际的发展。

发明内容

本发明针对现有传统磁饱和交流限流器体积大占地面积大的技术问题，提出了一种磁集成解耦绕组的紧凑型高压磁饱和限流器CSFCL(compact saturated core faultcurrent limiter)，进而提出一种解耦绕组的电感计算方法。