專利名稱：一種基于晶閘管的不對稱橋式短路限流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于交流電壓供電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)短路故障限流器，是一 種對短路故障電流及其上升率進行限制的裝置，屬于交流柔性輸電技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴大，短路電流的水平快速增加，當(dāng)短路電流水 平超過斷路器的斷開容量時，短路故障可能造成主要電力設(shè)備如變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備、電 力電纜等的嚴重損壞，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至造成系統(tǒng)的癱瘓。短路故障限流器在檢測到短 路故障發(fā)生后，通過快速改變故障線路的阻抗參數(shù)，將短路電流限制在允許的水平，以保護 電力設(shè)備，已經(jīng)成為柔性交流輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一。中國專利ZL201020022353. 9公開了一種短路故障限流器，其原理如圖1所示，圖 中，Ll為直流電感，L2為旁路電感，晶閘管T1-T6組成一個橋路。肪為直流偏壓，用來補償 二極管壓降，保證電感Ll中的電流始終大于負載額定電流的峰值，從而保證電網(wǎng)電壓無畸 變?；癁殡娫措妷海琗l為線路阻抗，Rl為負載阻抗，CB為斷路器。在正半周發(fā)生短路的情 況下，在該半周期結(jié)束后，可以控制橋路工作于兩個雙向開關(guān)狀態(tài)；而在負半周發(fā)生短路的 情況下，可以控制橋路在緊接著的正半周工作于有源逆變狀態(tài)，在該正半周結(jié)束后，控制橋 路工作于兩個雙向開關(guān)狀態(tài)，將直流電感和旁路電感并聯(lián)起來，承擔(dān)短路電流。這樣以來， 短路后直流電感承擔(dān)直流電壓的時間為半個周期，所以，直流電感體積小、重量輕、成本低， 因而具有最優(yōu)的性能價格比。由于采用了晶閘管元件，橋路在電流過零點切換，切換不會引 起過電壓和附加振蕩，限制后的短路電流無畸變，無電磁干擾。為了滿足電力系統(tǒng)繼電保護 裝置的選擇性要求，短路故障發(fā)生后，短路電流需要維持在額定負載電流的3到5倍，并保 持一段時間。但是上述限流器在短路故障發(fā)生后的持續(xù)限流期間，L2中的暫態(tài)電流絕對值 很大，可達設(shè)計值的兩倍，即額定電流的6到10倍，因此在短路狀態(tài)下，系統(tǒng)線路電阻很小， 暫態(tài)電流衰減很慢，該巨大的暫態(tài)電流會對旁路電感和線路產(chǎn)生大量的機械力沖擊和熱沖 擊，有較大的危害。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述短路限流技術(shù)中存在的缺陷，提供一種基于晶閘 管的不對稱橋式短路限流器，能夠大大加快暫態(tài)電流的衰減速度，減少暫態(tài)電流的存在時 間，可以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種基于晶閘管的不對稱橋式短路限流器，包括由四個電子開關(guān)組成的橋路、直 流電感、旁路電感和直流偏壓電源；直流電感的一端和第一、第三電子開關(guān)的一端接在一 起，直流電感的另一端和直流偏壓電源的負極接在一起，第二、第四電子開關(guān)的一端和直 流偏壓電源的正極接在一起，旁路電感的一端、第一電子開關(guān)的另一端、第二電子開關(guān)的 一端接在一起，旁路電感的另一端、第三電子開關(guān)的另一端、第四電子開關(guān)的一端接在一起；第一和第四電子開關(guān)，或者第二和第三電子開關(guān)，是分別由兩個晶閘管反并聯(lián)組成的雙 向電子開關(guān)，其余兩個電子開關(guān)分別為單個晶閘管，在所述旁路電感的通道中串接一個小 電阻。本實用新型的限流器結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、成本低、可靠性高，而且限流電感通路 只在短路故障限流的極短的時間內(nèi)有電流通過，不會增加系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下的功率損 耗。本實用新型通過在旁路電感通路中串聯(lián)一個很小的電阻，使得暫態(tài)電流衰減速度加快， 限流期間的阻性阻抗能有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中基于晶閘管的不對稱橋式短路限流器的電路圖。圖2是本實用新型不對稱橋式短路限流器的電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型做進一步詳細說明。如圖2所示，本實用新型限流器，包括由四個電子開關(guān)組成的橋路、直流電感Li、 旁路電感L2和直流偏壓電源肪；第一電子開關(guān)是由晶閘管Tl和T5組成的雙向電子開關(guān)， 第四電子開關(guān)是由晶閘管T4和T6組成的雙向電子開關(guān)，第二、第三電子開關(guān)分別為晶閘管 T2和T3。第一晶閘管Tl的陰極、第五晶閘管T5的陽極、直流電感Ll的一端和第三晶閘管 T3的陰極接在一起；第一晶閘管Tl的陽極、第五晶閘管T5的陰極、旁路電感L2的一端和 第二晶閘管T2的陰極接在一起，為第一引出端；第二晶閘管T2的陽極、第四晶閘管T4的陽 極、直流偏壓電源肪的正極、第六晶閘管T6的陰極接在一起；直流電感Ll的另一端與直流 偏壓電源肪的負極連在一起；第三晶閘管T3的陽極、第四晶閘管T4的陰極、旁路電感L2 的另一端和第六晶閘管T6的陽極接在一起，為第二引出端。使用時，將所述限流器通過兩 個引出端子串聯(lián)在電力線路的斷路器和負載之間。在旁路電感L2的通道中串接一個小電阻R2。由于限制下的短路電流根據(jù)電力系 統(tǒng)繼電保護的要求，只存在極短的時間，R2可以按照脈沖負載設(shè)計，R2的功率很小，不會明 顯增加系統(tǒng)成本。
權(quán)利要求1. 一種基于晶閘管的不對稱橋式短路限流器，包括由四個電子開關(guān)組成的橋路、直流 電感(Li)、旁路電感(L2)和直流偏壓電源(Eb)；直流電感(Li)的一端和第一、第三電子開 關(guān)的一端接在一起，直流電感(Li)的另一端和直流偏壓電源(Eb)的負極接在一起，第二、 第四電子開關(guān)的一端和直流偏壓電源(Eb)的正極接在一起，旁路電感(L2)的一端、第一電 子開關(guān)的另一端、第二電子開關(guān)的一端接在一起，旁路電感(L2)的另一端、第三電子開關(guān)的 另一端、第四電子開關(guān)的一端接在一起；第一和第四電子開關(guān)，或者第二和第三電子開關(guān)， 是分別由兩個晶閘管反并聯(lián)組成的雙向電子開關(guān)，其余兩個電子開關(guān)分別為單個晶閘管， 其特征是在所述旁路電感(L2)的通道中串接一個小電阻(R2)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于晶閘管的不對稱橋式短路限流器，屬于交流柔性輸電技術(shù)的領(lǐng)域。該限流器包括直流電感、旁路電感、直流偏壓電源和由四個電子開關(guān)組成的橋路，直流電感的一端和第一、第三電子開關(guān)的一端接在一起，旁路電感的一端、第一電子開關(guān)的另一端、第二電子開關(guān)的一端接在一起，旁路電感的另一端、第三電子開關(guān)的另一端、第四電子開關(guān)的一端接在一起，第一、第四電子開關(guān)或第二、第三電子開關(guān)是由兩個晶閘管反并聯(lián)組成的雙向電子開關(guān)，其余兩個電子開關(guān)分別為單個晶閘管，在旁路電感的通道中串接一個小電阻。本實用新型的限流器結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、成本低、可靠性高，而且限流期間的阻性阻抗能有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號H02H9/02GK201918718SQ20112000552
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者吳勤, 張艷莉, 費萬民 申請人:南京師范大學(xué)