專利名稱：一種三相單開關(guān)管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(jìn)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(kuò)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(yán)重?fù)p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(hù) 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ZL200610086112. 9公開了一種具有單個自關(guān)斷開關(guān)管的橋式短路故障 限流裝置，其用于三相不接地系統(tǒng)的原理如圖1所示，圖中，Ll為直流電感，L2-L4為旁路電 感，D1-D6組成一個三相整流橋，D7為續(xù)流二極管，Va, Vb, Vc為三相電源電壓，Z1-Z3為三 相負(fù)載阻抗。在系統(tǒng)正常情況下，控制自關(guān)斷開關(guān)管導(dǎo)通，在電抗器Ll充磁之后的穩(wěn)態(tài)情 況下，電感Ll中電流為負(fù)載電流的峰值，忽略二極管、自關(guān)斷開關(guān)管的通態(tài)壓降和Ll的損 耗，Ll中電流恒定，Ll和橋路兩端電壓為零，限流器對系統(tǒng)無不良影響。短路故障發(fā)生后， 電源電壓經(jīng)過整流橋加在直流電抗器Ll上，引起Ll電流的增加，并在旁路電感L2-L4中 產(chǎn)生電流，當(dāng)檢測電路檢測到短路故障發(fā)生后，立即控制關(guān)斷開關(guān)管Tl，直流電感Ll中的 電流由續(xù)流二極管D7續(xù)流，整流橋通路斷開，短路電流受到旁路電感L2-L4的限制。由于 橋路有二極管組成，整個三相系統(tǒng)只需要一只自關(guān)斷開關(guān)，該限流器具有結(jié)構(gòu)簡單、易于控 制、成本低、可靠性高等優(yōu)點。為了滿足電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的選擇性要求，短路故障發(fā) 生后，關(guān)斷開關(guān)管Tl，橋路和直流電感Ll退出系統(tǒng)，短路電流由旁路電感L2-L4承擔(dān)，而且 需要維持在額定負(fù)載電流的3到5倍，并保持一段時間。但是該限流器在短路故障發(fā)生后 的持續(xù)限流期間，L2-L4中的暫態(tài)電流絕對值很大，可達(dá)設(shè)計值的兩倍，即額定電流的6到 10倍，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(jī)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，提供一種三相單開 關(guān)管橋式短路限流器，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)方案如下一種三相單開關(guān)管橋式短 路限流器，包括由六個二極管組成的三相整流橋、自關(guān)斷開關(guān)管、直流電感、續(xù)流二極管和 三個并聯(lián)的旁路電感，直流電感和續(xù)流二極管并聯(lián)后與自關(guān)斷開關(guān)管串聯(lián)，第一旁路電感 的一端、第一個二極管的陽極和第四個二極管的陰極與a相電源的參考端接在一起；第二 旁路電感的一端、第二個二極管的陽極和第五個二極管的陰極與b相電源的參考端接在一起；第三旁路電感的一端、第三個二極管的陽極和第六個二極管的陰極與c相電源的參考 端接在一起，三個旁路電感的另一端連接在一起，在第一旁路電感、第二旁路電感和第三旁 路電感的通道中分別串接一個小電阻。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。本實用新型通過在三個旁路電感通路中各自串聯(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)中一種三相單開關(guān)管橋式短路限流器的電路圖。 圖2是本實用新型三相單開關(guān)管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(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖2所示，本實用新型的三相單開關(guān)管橋式短路限流器，用于三相不接地系統(tǒng)， 包括由六個二極管D1-D6組成的整流橋、自關(guān)斷開關(guān)管Tl、直流電感Li、續(xù)流二極管D7和 三個旁路電感L2-L4。其中，二極管D1、D2、D3的陰極接在一起，二極管D4、D5、D6的陽極接 在一起，直流電感Ll和續(xù)流二極管D7并聯(lián)后與自關(guān)斷開關(guān)管Tl串聯(lián)，續(xù)流二極管D7的陰 極和直流電感Ll的一端與自關(guān)斷開關(guān)管Tl的發(fā)射極(或源極)相連，自關(guān)斷開關(guān)管Tl的 集電極(或漏極)接整流橋中二極管D1、D2、D3的公共陰極，續(xù)流二極管D7的陽極、直流電 感Ll的另一端與整流橋中二極管D4、D5、D6的公共陽極接在一起，旁路電感L2的一端、二 極管Dl的陽極和二極管D4的陰極與a相電源的參考端接在一起；旁路電感L3的一端、二 極管D2的陽極和二極管D5的陰極與b相電源的參考端接在一起；旁路電感L4的一端、二 極管D3的陽極和二極管D6的陰極與c相電源的參考端接在一起，三個旁路電感的另一端 連接在一起。在第一旁路電感L2、第二旁路電感L3和第三旁路電感L4的通道中分別串接 一個小電阻R1、R2和R3。由于限制下的短路電流根據(jù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的要求，只存在極 短的時間，電阻R1、R2、R3可以按照脈沖負(fù)載設(shè)計，所以功率很小，不會明顯增加系統(tǒng)成本。
權(quán)利要求1. 一種三相單開關(guān)管橋式短路限流器，包括由六個二極管組成的三相整流橋、自關(guān)斷 開關(guān)管(Tl)、直流電感(Li)、續(xù)流二極管(D7)和三個旁路電感(L2、L3、L4)，直流電感(Li) 和續(xù)流二極管(D7)并聯(lián)后與自關(guān)斷開關(guān)管(Tl)串聯(lián)，第一旁路電感(L2)的一端、第一個二 極管(Dl)的陽極和第四個二極管(D4)的陰極與a相電源的參考端接在一起；第二旁路電 感(L3)的一端、第二個二極管(D2)的陽極和第五個二極管(D5)的陰極與b相電源的參考 端接在一起；第三旁路電感(L4)的一端、第三個二極管(D3)的陽極和第六個二極管(D6)的 陰極與c相電源的參考端接在一起，三個旁路電感的另一端連接在一起，其特征是在第一 旁路電感(L2)、第二旁路電感(L3)和第三旁路電感(L4)的通道中分別串接一個小電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種三相單開關(guān)管橋式短路限流器，屬于交流柔性輸電技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。該限流器包括由六個二極管組成的三相整流橋、自關(guān)斷開關(guān)管、直流電感、續(xù)流二極管和三個旁路電感，直流電感和續(xù)流二極管并聯(lián)后與自關(guān)斷開關(guān)管串聯(lián)，三個旁路電感的一端分別與a相電源、b相電源和c相電源的參考端接在一起，另一端共同連接在一起，同時在三個旁路電感的通道中分別串接一個小電阻。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H02H9/02GK201918717SQ201120002738
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者崔新新, 張艷莉, 費萬民 申請人:南京師范大學(xué)