專利名稱：串聯(lián)諧振型故障電流限制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及串聯(lián)諧振型故障電流限制器，尤其涉及串聯(lián)諧振型故障電流限制器中限流電抗器的保護。
背景技術：
由于串聯(lián)諧振型故障電流限制器的特殊性，其對外顯示的特性在正常運行時和系統(tǒng)故障時會有很大變化，尤其是在限流電抗器發(fā)生故障時，可能對外會呈現(xiàn)容性阻抗特征， 如果不配備專門的限流電抗器保護，則會對系統(tǒng)其他部分的保護帶來很大影響。串聯(lián)諧振型故障電流限制器是利用電力電子器件實現(xiàn)系統(tǒng)故障電流限制作用的一種方式，在正常運行時，串聯(lián)諧振型故障電流限制器處于諧振狀態(tài)，對外顯示阻抗為零， 而在系統(tǒng)發(fā)生故障時，串聯(lián)諧振型故障電流限制器動作后，對外顯示為純感抗。如果串聯(lián)諧振型故障電流限制器內(nèi)部限流電抗器發(fā)生端間故障時，限流電抗器被短接，整個串聯(lián)諧振型故障電流限制器對外呈現(xiàn)純?nèi)菘固匦?。在此情況下，如果不采取一定措施，會造成系統(tǒng)中的其他繼電保護設備判別方向錯誤，從而造成保護的誤動作。因此需要一種針對限流電抗器的保護來快速切除故障，避免事故擴大的串聯(lián)諧振型故障電流限制器。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術中，串聯(lián)諧振型故障電流限制器中的限流電抗器沒有設置保護， 從而造成系統(tǒng)中其他繼電保護設備判斷方向錯誤的問題，本發(fā)明提供對限流電抗器進行保護的串聯(lián)諧振型故障電流限制器。本發(fā)明的串聯(lián)諧振型故障電流限制器，包括限流電抗器、高電位平臺、旁路刀閘和旁路斷路器，所述限流電抗器、所述高電位平臺以及所述旁路刀閘串聯(lián)成閉合回路，所述旁路斷路器與所述高電位平臺并聯(lián)，所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器還包括第一電流互感器、第二電流互感器以及電流差動保護電路，所述限流電抗器的一端連接所述第一電流互感器后再連接所述電流差動保護電路，所述所述限流電抗器的另一端連接所述第二電流互感器后再連接所述電流差動保護電路。優(yōu)選的，在所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器中，所述限流電抗器為串聯(lián)電流電抗
ο優(yōu)選的，在所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器中，所述高電位平臺包括電容器組支路、第一金屬-氧化變阻器支路、第二金屬-氧化變阻器支路，所述電容器組支路、所述第一金屬-氧化變阻器支路、所述第二金屬-氧化變阻器支路并聯(lián)。優(yōu)選的，在所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器中，所述高電位平臺還包括電感支路、火花間隙支路和晶間管支路，所述電感支路包括，所述晶間管支路包括串聯(lián)的第一電感和晶閘管，所述火花間隙支路與所述電感支路串聯(lián)后再與所述電容組支路并聯(lián)，所述晶閘管支路與所述火花間隙支路并聯(lián)。優(yōu)選的，在所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器中，所述限流電抗器為分裂繞組。
3
本發(fā)明通過在限流電抗器FL兩端加裝第一電流互感器、第一電流互感器，將其二次輸出端接到繼電保護設備-差動保護電路上，可以保護到各種情況下的限流電抗器對地故障。


圖1為本發(fā)明串聯(lián)諧振型故障電流限制器的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的保護范圍更加清楚易懂，下面結合本發(fā)明的較佳實施例對本發(fā)明的技術方案進行描述。參照圖1所示，本發(fā)明的串聯(lián)諧振型故障電流限制器，包括限流電抗器FL、高電位平臺30、旁路刀閘MBS和旁路斷路器BCB，所述限流電抗器FL、所述高電位平臺30以及所述旁路刀閘MBS串聯(lián)成閉合回路，所述旁路斷路器BCB與所述高電位平臺30并聯(lián)，其特征在于，所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器還包括第一電流互感器CT09、第二電流互感器CTlO 以及電流差動保護電路20，所述限流電抗器FL的一端連接所述第一電流互感器CT09后再連接所述電流差動保護電路20，所述所述限流電抗器FL的另一端連接所述第二電流互感器CTlO后再連接所述電流差動保護電路20。本實施例中，所述限流電抗器FL是串聯(lián)電流電抗器，其串聯(lián)在線路上的電抗器， 其作用是增加系統(tǒng)阻抗，限制故障時的短路電流。本實施例中，所述高電位平臺30包含了電容器組支路、第一金屬-氧化變阻器支路、第二金屬-氧化變阻器支路，所述電容器組支路、所述第一金屬-氧化變阻器支路、所述第二金屬-氧化變阻器支路并聯(lián)；所述高電位平臺還包括電感支路、火花間隙支路和晶閘管支路，所述電感支路包括，所述晶間管支路包括串聯(lián)的第一電感和晶間管，所述火花間隙支路與所述電感支路串聯(lián)后再與所述電容組支路并聯(lián)，所述晶間管支路與所述火花間隙支路并聯(lián)；所述高電位平臺對地呈現(xiàn)高電位，是串聯(lián)諧振型故障電流限制器的核心部分。所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器的工作原理如下正常運行時，限流電抗器FL和電容器組支路(由電容C1、C2、C 3、C4組成)形成串聯(lián)LC諧振回路，對系統(tǒng)運行沒有影響。當系統(tǒng)發(fā)生故障，流過所述串聯(lián)LC諧振回路的電流超過設定值(線路過電流保護動作)，或電流超過一定值且電流上升速率大于設定值時 (線路電流斜率保護動作)，串聯(lián)諧振型故障電流限制器所在的FCL控制保護系統(tǒng)判斷為系統(tǒng)發(fā)生故障，發(fā)出命令觸發(fā)所述晶閘管10導通，同時發(fā)出命令觸發(fā)火花間隙GAP以及合上旁路斷路器BCB。其后果即是將電容器組短路，F(xiàn)CL控制保護系統(tǒng)對外呈現(xiàn)純電抗特性，起到限制電流的作用。根據(jù)設計要求，晶閘管導通時間小于1. 5毫秒；火花間隙GAP時間略長，在2毫秒左右；旁路斷路器時間小于30毫秒。其時間配合是一般情況下要求晶閘管首先動作，其動作速度快，但是不能長時間承受大電流，晶間管觸發(fā)后30毫秒內(nèi)旁路斷路器合上，電流從斷路器被旁路。晶閘管由正反兩個反向并聯(lián)的閥元件(如二極管)組成，保證在電流正向及反向情況下都能提供導通通道。
火花間隙GAP由可控和不可控兩個間隙串聯(lián)而成，火花間隙GAP接受控制系統(tǒng)信號，經(jīng)過一個脈沖變壓器主動將可控間隙擊穿，造成整個火花間隙GAP擊穿電壓下降，帶動主間隙擊穿，完成火花間隙GAP可控擊穿的功能?；鸹ㄩg隙GAP擊穿要求兩端有一定電壓， 因此如果晶閘管導通(或旁路斷路器合上)，串聯(lián)電容器兩端電壓降低，則火花間隙GAP不會動作?；鸹ㄩg隙GAP作為晶閘管的后備保護設備。 電感DL、第三金屬-氧化變阻器DG、電阻DR構成電感支路，所述電感支路與電感 TL組成的是阻尼回路，防止在電容器組支路的旁路工作過程中向晶閘管10或火花間隙GAP 釋放瞬時大電流而損壞設備。第一金屬-氧化變阻器M0V1、第二金屬-氧化變阻器M0V2、第三金屬-氧化變阻器 DG，第四金屬-氧化變阻器MOVL則是起到保護電抗器的作用，如在雷電波入侵或操作過程中在電抗器兩端產(chǎn)生過電壓時。電容器組支路、第一金屬-氧化變阻器支路、第二金屬-氧化變阻器支路，為電容器組、第一金屬-氧化變阻器、第二金屬-氧化變阻器所在的支路。圖1中所示的其余閘刀則是起到隔離設備及旁路設備保證線路正常運行的作用。電流互感器 CT01、CT02、CT03、CT04、CT05、CT06、CT07、CT08、CT09、CTlO 都起到感測電流的作用。絕緣平臺PL為高點位平臺30中各組件所在的平臺。在所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器中，所述限流電抗器為分裂繞組，即所述限流電抗器由幾個電感并聯(lián)組成，則所述差動保護電路采用橫差方式保護所述限流電抗器匝間故障。串聯(lián)諧振型故障電流限制器原始設計中不包含對于限流電抗器的保護設備，因此當限流電抗器發(fā)生故障被短路時，整個串聯(lián)諧振型故障電流限制器對外呈現(xiàn)純?nèi)菘固匦裕?可能會造成系統(tǒng)其他保護的誤動作。常規(guī)采取的解決方法是停用相關線路保護，會對整個系統(tǒng)運行帶來很大影響。本發(fā)明通過在限流電抗器FL兩端加裝第一電流互感器CT09、第一電流互感器 CT10，將其二次輸出端接到繼電保護設備-差動保護電路20上，可以保護到各種情況下的限流電抗器對地故障。所述差動保護電路20為本領域內(nèi)常用的差動保護電路，在市場上可以很方便的買到。第一電流互感器CT09、第一電流互感器CTlO分別感測限流電抗器FL兩端的電流，差動保護電路20根據(jù)限流電抗器FL兩端的電流實施保護。
權利要求
1.串聯(lián)諧振型故障電流限制器，包括限流電抗器、高電位平臺、旁路刀閘和旁路斷路器，所述限流電抗器、所述高電位平臺以及所述旁路刀閘串聯(lián)成閉合回路，所述旁路斷路器與所述高電位平臺并聯(lián)，其特征在于，所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器還包括第一電流互感器、第二電流互感器以及電流差動保護電路，所述限流電抗器的一端連接所述第一電流互感器后再連接所述電流差動保護電路，所述所述限流電抗器的另一端連接所述第二電流互感器后再連接所述電流差動保護電路。
2.如權利要求1所述的串聯(lián)諧振型故障電流限制器，其特征在于，所述限流電抗器為串聯(lián)電流電抗器。
3.如權利要求1所述的串聯(lián)諧振型故障電流限制器，其特征在于，所述高電位平臺包括電容器組支路、第一金屬-氧化變阻器支路、第二金屬-氧化變阻器支路，所述電容器組支路、所述第一金屬-氧化變阻器支路、所述第二金屬-氧化變阻器支路并聯(lián)。
4.如權利要求1所述的串聯(lián)諧振型故障電流限制器，其特征在于，所述高電位平臺還包括電感支路、火花間隙支路和晶間管支路，所述電感支路包括，所述晶間管支路包括串聯(lián)的第一電感和晶閘管，所述火花間隙支路與所述電感支路串聯(lián)后再與所述電容組支路并聯(lián)，所述晶間管支路與所述火花間隙支路并聯(lián)。
5.如權利要求1所述的串聯(lián)諧振型故障電流限制器，其特征在于，所述限流電抗器為分裂繞組。
全文摘要
本發(fā)明提供串聯(lián)諧振型故障電流限制器，包括限流電抗器、高電位平臺、旁路刀閘和旁路斷路器，所述限流電抗器、所述高電位平臺以及所述旁路刀閘串聯(lián)成閉合回路，所述旁路斷路器與所述高電位平臺并聯(lián)，所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器還包括第一電流互感器、第二電流互感器以及電流差動保護電路，所述限流電抗器的一端連接所述第一電流互感器后再連接所述電流差動保護電路，所述限流電抗器的另一端連接所述第二電流互感器后再連接所述電流差動保護電路。所述串聯(lián)諧振型故障電流限制器中的限流電抗器可以得到很好的保護。
文檔編號H02H7/00GK102195266SQ20101012339
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權日2010年3月12日
發(fā)明者吳建坤, 曾平, 沈冰, 鮑偉 申請人:華東電力試驗研究院有限公司