專利名稱：一種基于可控串補的故障限流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)故障限流裝置，屬于柔性交流輸電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，需求方對于優(yōu)質(zhì)電能質(zhì)量的呼 聲日益高漲。特別是近年來，電力電子器件的技術(shù)跳躍式發(fā)展，大量FACTS裝置應(yīng)用到電網(wǎng) 中，使得電網(wǎng)的可控性和安全性大為提高。隨著FACTS裝置造價的降低，在不久的將來，將 比常規(guī)輸配電方案更具競爭力。目前，電力系統(tǒng)短路電流數(shù)值不斷提高，而短路故障對電力 系統(tǒng)安全影響巨大，較高的短路電流水平已經(jīng)成為制約電網(wǎng)運行和發(fā)展的關(guān)鍵因素，而故 障限流裝置的研制成為電力行業(yè)的重要研究課題?？煽卮?lián)補償裝置(TCSC)作為一種重要的FACTS輸電設(shè)備，可以調(diào)節(jié)線路潮流、 抑制系統(tǒng)振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等作用，適用于高壓遠距離輸電。由于采用電力電子器件， 其動作迅速，控制簡便，在電力系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。由于可控串補裝置可以根據(jù)系 統(tǒng)需要控制其等效阻抗，因此在短路故障發(fā)生時，控制使其呈感性運行，亦可降低故障電流 水平。這種多功能，多目標(biāo)控制的裝置必將成為FACTS的發(fā)展趨勢。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于可控串補的故障限流裝置，根 據(jù)系統(tǒng)需要作為串聯(lián)補償裝置和故障限流裝置運行，一機多能。本實用新型為實現(xiàn)上述實用新型目的采用如下技術(shù)方案一種基于可控串補的故障限流裝置，包括限壓器、電容、第一電感、限流電感、晶閘 管電路和固態(tài)控制開關(guān)；其中所述限壓器的一端分別與電容的一端、第一電感的一端連接；所述限壓器的另一端分別與限壓電感的一端、固態(tài)控制開關(guān)的一端連接；所述電容的另一端分別與限壓電感的另一端、固態(tài)控制開關(guān)的另一端、晶閘管電 路的一端連接；所述第一電感的另一端與晶閘管電路的另一端連接。進一步的，本實用新型的基于可控串補的故障限流裝置，晶閘管電路由兩個反并 聯(lián)晶閘管組成。進一步的，本實用新型的基于可控串補的故障限流裝置，限壓器為金屬氧化物限 壓器。本實用新型采用上述技術(shù)方案具有如下有益效果本實用新型依靠固態(tài)開關(guān)的動作對裝置的工作模式進行切換，固態(tài)開關(guān)打開時， 裝置運行于限流模式；固態(tài)開關(guān)閉合時，裝置運行于串補模式，模式切換迅速可靠。當(dāng)本實用新型運行于串補模式時，固態(tài)開關(guān)閉合，裝置結(jié)構(gòu)和基于晶閘管的串聯(lián) 補償裝置完全一樣，便于理論分析，也便于在TCSC的基礎(chǔ)上進行裝置升級，根據(jù)補償度的 要求計算出晶閘管觸發(fā)角。[0015]當(dāng)本實用新型運行于限流模式時，能夠根據(jù)系統(tǒng)原有限流值和欲達到的限流值選 取適當(dāng)?shù)南蘖飨禂?shù)，計算出命令阻抗，通過查表得出相應(yīng)的觸發(fā)角，完成限流控制；同時通 過固態(tài)開關(guān)的打開，串入限流電感，從而增加裝置對外等效感抗，在故障時，最大程度降低 短路電流水平。當(dāng)發(fā)生短路故障時，本實用新型通過固態(tài)開關(guān)的切換投入串聯(lián)限流電感，不僅僅 依靠可控串補提供感性阻抗，限流水平得到顯著提高。


圖1是本實用新型的電氣結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型在電力系統(tǒng)中接線的等效示意圖。具體實施方案
以下結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實施作進一步的詳細描述參照圖1，基于可控串補的故障限流裝置包括金屬氧化物限壓器M0V，電容C，并聯(lián)
電感為，串聯(lián)限流電感兩個反
并聯(lián)晶閘管和固態(tài)控制開關(guān)K組成，其中，金屬氧化物限壓器MOV用于裝置過壓保護，固態(tài) 開關(guān)K用于裝置在串補模式和限流模式間切換。本實用新型依靠固態(tài)開關(guān)的動作對裝置的 工作模式進行切換，固態(tài)開關(guān)打開時，裝置運行于限流模式；固態(tài)開關(guān)閉合時，裝置運行于 串補模式，模式切換迅速可靠。正常情況下，裝置運行于串補模式，提高線路輸送功率，故障 時，裝置立即切換到限流模式運行，降低線路短路電流水平。參照圖2，裝置連接于輸電系統(tǒng)中，通過晶閘管觸發(fā)角的控制，裝置對外等效為感 性或容性，一般情況下，為了提高高壓輸電線路輸送功率，裝置對外所呈現(xiàn)的阻抗在容性范 圍內(nèi)調(diào)節(jié)。若超高壓輸電線路中，末端電壓較高，也可將裝置安裝在線路末端，同時將裝置 對外所呈現(xiàn)的阻抗在感性范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。該裝置可以根據(jù)系統(tǒng)需要，作為串補裝置或故障限 流器使用。裝置正常運行于串補模式，根據(jù)檢測出的線路電流，判斷有無故障發(fā)生，當(dāng)檢測 出系統(tǒng)電流大于某值時，固態(tài)開關(guān)K立即斷開，串入限流電感，同時通過控制反并聯(lián)晶閘管 觸發(fā)角，使串補裝置接近于純感性運行，從而將短路電流降低到系統(tǒng)可承受水平。用限流系 數(shù)體現(xiàn)裝置故障限流能力，并且作為元件參數(shù)選取的標(biāo)準(zhǔn)，定義限流系數(shù)
權(quán)利要求1.一種基于可控串補的故障限流裝置，其特征在于包括限壓器、電容、第一電感、限 流電感、晶閘管電路和固態(tài)控制開關(guān)；其中所述限壓器的一端分別與電容的一端、第一電感的一端連接； 所述限壓器的另一端分別與限壓電感的一端、固態(tài)控制開關(guān)的一端連接； 所述電容的另一端分別與限壓電感的另一端、固態(tài)控制開關(guān)的另一端、晶閘管電路的 一端連接；所述第一電感的另一端與晶閘管電路的另一端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可控串補的故障限流裝置，其特征在于所述晶閘管電 路由兩個反并聯(lián)晶閘管組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可控串補的故障限流裝置，其特征在于所述限壓器為 金屬氧化物限壓器。
專利摘要本實用新型提供一種基于可控串補的故障限流裝置，屬于柔性交流輸電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型由金屬氧化物限壓器、電容、并聯(lián)電感、反并聯(lián)晶閘管、固態(tài)開關(guān)和與開關(guān)并聯(lián)的串聯(lián)限流電感構(gòu)成。固態(tài)開關(guān)用于裝置在串補和限流模式間切換，裝置正常運行于串補模式，與可控串補結(jié)構(gòu)完全相同，為線路提供感性或容性無功功率。本實用新型的優(yōu)點是在發(fā)生故障時，裝置迅速切換到限流模式運行，有效限制短路電流，在原有可控串補裝置上改動較少，易于實現(xiàn)。
文檔編號H02H9/02GK201904615SQ20102068801
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者吳峰, 梅軍, 王立峰, 鄭建勇 申請人:東南大學(xué)