[发明专利]一种基于IGCT半导体开关器件的短路电流限制方法

摘要

本发明涉及一种基于IGCT半导体开关器件的短路电流限制方法，包括步骤有：(1)短路电流发生的环境分类；(2)无穷大电源系统和有限电源系统短路电流对比；(3)搭建基于IGCT短路电流限流拓扑电路；(4)限流过程的具体确定：(5)在短路电流得到限流之后，使用断路器将发生短路故障的线路彻底断开，然后进行故障抢修。本发明方法提供比机械开关更快的保护，并能提供更快的再次启动、工作可靠性高，使用寿命长，有效限制短路电流不仅仅可以解决电力系统短路容量超标问题,而且还可以降低电网中各种电气设备如变压器、断路器等对短路电流的设计容量标准,从而带来更大的经济效益。

主权项

一种基于IGCT半导体开关器件的短路电流限制方法，其特征在于包括步骤如下：(1)短路电流发生的环境分类，即将电网分为无穷大电源系统和有限电源系统；(2)无穷大电源系统和有限电源系统短路电流对比，得出结论为：有限电源系统的短路电流偏移更加明显，短路电流幅值也较无穷大电源系统增大；(3)搭建基于IGCT短路电流限流拓扑电路；该电路包括一组并联电路及与并联电路串接的电感L2，其中，并联电路包括并联的ZnO避雷器、固定电容器C0、由开关Sn串联电容Cn构成的多路电容器组、及一对轮流半周导通的晶闸管IGCT1和IGCT2再串联旁路电感L1，其中，并联的多路电容器组的等效电容用C表示；(4)限流过程的具体确定：①正常情况下两个晶闸管IGCT器件处于截止状态，IGCT所在回路无电流流过，电流经无功补偿电容器组C和串联电感L2流过；②当系统发生短路故障，两个IGCT器件轮流导通半周电流；③IGCT器件导通后，电感L1与电容器组C并联运行，由于L1电感量与电容器组C的电容量同步改变，电感L1与电容器组C形成并联谐振电抗；④电感L1与电容器组C形成的大电抗电路使发生短路故障线路中的电抗值由发生短路后的接近零值，重新恢复到未发生短路故障之前的水平，以确保短路电流下降到接近正常运行的水平；⑤为达到良好的限流效果，对两个晶闸管IGCT导通角σ，以及投入的电感L1进行参数选择；⑥利用仿真手段，模拟出使用此限流方法后的短路电流情况，以验证其限流效果；(5)在短路电流得到限流之后，使用断路器将发生短路故障的线路彻底断开，然后进行故障抢修。