一種短路電流限制及保護裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力電子技術領域，特別是涉及一種短路電流限制及保護裝置。
【背景技術】
[0002]電氣線路的短路屬于一種嚴重的線路故障，如不能及時迅速切斷短路的線路，強大的短路電流會造成電氣線路急劇升溫而著火，從而引起火災事故。
[0003]隨著電力系統和負荷中心電網的迅猛發展，電網規模不斷擴大，電網結構極大加強，隨之而來電網的短路電流超標問題日益嚴重，雖依靠電網運行方式的調整短路電流得到一定的抑制，但電網結構的調整空間已十分有限。
[0004]現有的快速開斷載流橋體與高壓限流熔斷器、高吸能氧化鋅電阻相組合的大容量高速開關，大容量高速開關能夠在短路電流上升初期即開斷并限制其增長，可以在短路電流達到峰值的15 %左右時切斷短路電流，動作時間小于Ims，從而避免大的短路電流對電器設備造成沖擊。大容量高速開關具有額定電流大、開斷時間短、開斷能力強、斷口耐壓高的特點。但大容量高速開關使用有一些缺點，在大容量高速開關開斷后將故障線路切除，對一些不能停電負荷的穩定運行帶來安全隱患，而且大容量高速開關只能安裝在室內。而節能型電網限流裝置中的大容量高速開關爆炸橋開斷后需停電更換元件，造成了電網運行可靠性不高的問題。
[0005]現有技術還提出了在線路端或母線間裝設串聯電抗器從而增大短路的阻抗的技術方案。該方案的缺點在于增大了電能傳輸損耗，有時會降低系統的穩定性，并需對現有線路的距離保護方案進行修改。而另一種技術方案在配電網中采用的可控串聯電抗器，在系統正常工作時，電抗器和電容器處于串聯諧振狀態；在發生短路故障時，導通控制器快速導通，短接電容器，容抗電路脫離諧振狀態，電抗器起到限制短路電流的作用。但該方案僅采用電抗器作為過電壓保護器件，缺點在于不滿足高壓或超高壓電網的高可靠性和檢修維護的要求。
【實用新型內容】
[0006]基于此，本實用新型提供一種短路電流限制及保護裝置，能限制短路電流強度和及時切斷發生短路故障的線路，避免在發生電網短路故障時更換其他元件和對其他設備的不必要影響，提高對短路故障的響應能力和可靠性，保護電網設備不受損毀。
[0007]一種短路電流限制及保護裝置，包括:相互串接的限流電抗器和第一高速開關；
[0008]所述限流電抗器的兩端分別并聯有第一金屬氧化物變阻器、吸收電容器和第二高速開關；
[0009]所述第一高速開關兩端設有一并聯支路，所述并聯支路包括阻容吸收電路、第二金屬氧化物變阻器和晶閘管電路；所述第一高速開關與所述阻容吸收電路、所述第二金屬氧化物變阻器以及所述晶閘管電路分別并聯；所述第一高速開關兩端還并聯有一接觸器；
[0010]所述限流電抗器的母線入線側還串接有第一隔離開關；所述第一高速開關的母線出線側還串接有第二隔1?開關。
[0011]優選地，所述阻容吸收電路包括電阻器和電容器組，所述電阻器和電容器組串聯連接；所述電容器組包括多個相互串聯或并聯的電容器。
[0012]優選地，所述晶閘管電路包括一個或多個串聯的反并聯晶閘管。
[0013]優選地，所述短路電流限制及保護裝置還包括一個或多個連接在母線出線側的電流互感器。
[0014]優選地，所述短路電流限制及保護裝置還包括控制器和電容式電壓互感器；所述控制器與所述電流互感器和所述電容式電壓互感器分別連接；所述電容式電壓互感器還連接在所述限流電抗器與所述第一高速開關的串接點上。
[0015]優選地，所述短路電流限制及保護裝置還包括一旁路開關；所述旁路開關的一端連接在母線入線側，另一端連接在母線出線側。
[0016]優選地，所述第二高速開關還串聯有第三隔離開關。
[0017]優選地，所述第一高速開關和所述第二高速開關分別為電子開關、機械式動作開關和物理式動作開關中的任意一種。
[0018]上述短路電流限制及保護裝置，利用電力電子功率器件晶閘管的高速開關特性和大電流分斷能力來實現對系統發生故障時的保護，以解決現有技術中電網運行可靠性不高的問題；其主要由電力電子開關器件組成，本身又帶有旁路開關，使得檢修維護方便，控制簡單，在不增加系統成本的前提下，本實用新型所述斷路器裝置性價比較高。具體地，本實用新型還可避免對電網主網架的改變，有效抑制電網短路電流，降低和避免由于短路電流超標引起的電網結構調整、設備更換帶來的投資成本；限制流過電氣設備的短路電流幅值，減少災難性故障發生的可能性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型提供的短路電流限制及保護裝置的第一實施例的結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型第一實施例提供的電容器組的一種結構示意圖。
[0021]圖3是本實用新型第一實施例提供的晶閘管電路的一種結構示意圖。
[0022]圖4是本實用新型提供的短路電流限制及保護裝置的第二實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0024]需要說明的是，所述附圖僅僅是示意性的并且是非限制性的。說明書和權利要求書中的術語第一、第二等被用來在相似元素之間進行區分，且不一定被用來描述順序或時間次序。這些術語在適當的情況下是可互換的，并且本實用新型的各實施例能夠按照除了本文所述或所示之外的順序或走向來操作。
[0025]參見圖1，是本實用新型提供的短路電流限制及保護裝置的第一實施例的結構示意圖。
[0026]本實施例提供的短路電流限制及保護裝置，包括:相互串接的限流電抗器LI和第一尚速開關K1。
[0027]其中，所述限流電抗器LI的兩端分別并聯有一防止所述限流電抗器LI過壓的第一金屬氧化物變阻器MOVl、吸收電容器Cl和第二高速開關K2。
[0028]所述第一高速開關Kl兩端設有一并聯支路，所述并聯支路包括阻容吸收電路、第二金屬氧化物變阻器M0V2和晶閘管電路SCR ;所述第一高速開關Kl與所述阻容吸收電路、所述第二金屬氧化物變阻器M0V2以及所述晶閘管電路SCR分別并聯，通過第二金屬氧化物變阻器M0V2來限制晶閘管電路SCR兩端電壓；所述第一高速開關Kl兩端還并聯有一接觸器K3 ;該接觸器K3可以優選為高壓真空接觸器。在發生短路故障時，若第一高速開關Kl發生拒動時，可以控制閉合該接觸器K3來實現相同目的，避免了可能因第一高速開關Kl拒動而引發的線路帶限流電抗器運行和裝置停電檢修問題。
[0029]所述限流電抗器LI的母線入線側還串接有第一隔離開關KIl ;所述第一高速開關Kl的母線出線側還串接有第二隔離開關KI2。具體地，在檢修晶閘管電路時，可以通過第一隔離開關KIl和第二隔離開關KI2斷開與晶閘管相連接的電源和負載。
[0030]正常運行時，所述晶閘管電路不導通，第一金屬氧化物變阻器M0V1、第二金屬氧化物變阻器M0V2均為高阻狀態，所述限流電抗器LI與所述電容器組C2形成串聯諧振，其等效阻抗為零，對外部系統運行沒有影響。當流過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)，晶閘管電路導通。具體地，正常工作狀態時，當輸入交流電源信號為正半波時，正向的晶閘管導通，當交流電源信號為負半波時，反向晶閘管導通；第一隔離開關KI1、第二隔離開關KI2閉合，電網電流經第一隔離開關KI1、電抗器、晶閘管電路、第二隔離開關KI2給負載供電。當電力系統發生短路故障時，若此時輸入交流電源處于正半波時，正向晶閘管在此后第一次過零時關斷，若此時輸入交流電源處于負半波時，反向晶閘管在此后第一次過零時關斷，從而快速有效的切除短路電流。如果所述晶閘管電路無法迅速導通，則第二金屬氧化物變阻器M0V2作為后備保護限制流過所述電容器組C2的電流。
[0031]在一較佳實施例中，所述阻容吸收電路包括電阻器Rl和電容器組C2，電阻器Rl和電容器組C2串聯連接；所述電容器組C2包括多個相互串聯或并聯的電容器。
[0032]參看圖2，是本實用新型第一實施例提供的電容器組的一種結構示意圖。
[0033]在一種可實現的方式中，電容器組C2包括電容器C21、電容器C22、電容器C23、電容器C24、電容器C25和電容器C26 ;其中，電容器C21和電容器C22形成第一個串聯支路；電容器C23和電容器C24形成第二個串聯支路；電容器C25和電容器C26形成第三個串聯支路；