專利名稱：一種基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于限制電網(wǎng)短路電流的故障限流器，特別涉及一種具有耦合變壓器的故障限流器。
背景技術(shù)：
在故障限流器中，以專利號(hào)為ZL02112334.9的技術(shù)方案為典型。當(dāng)電網(wǎng)電壓較高時(shí)，無論是單相或是三相系統(tǒng)，都將每相由雙繞組構(gòu)成的耦合變壓器串聯(lián)在交流電源和負(fù)載之間，在系統(tǒng)無短路故障運(yùn)行時(shí)，通過使耦合變壓器每一相的副邊繞組短路，從而將耦合變壓器的每相短路阻抗串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的電源與負(fù)載之間。由于耦合變壓器的感性短路阻抗值比較大，因此在系統(tǒng)無短路故障運(yùn)行時(shí)，勢(shì)必在耦合變壓器的兩端產(chǎn)生比較大的電壓降，相應(yīng)的負(fù)載兩端電壓也大幅度下降，因此對(duì)負(fù)載的正常運(yùn)行產(chǎn)生了比較大的影響，這與對(duì)故障限流器的基本要求，即系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)負(fù)載無影響的要求相背離。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌?，來解決對(duì)電網(wǎng)負(fù)載的影響問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案本實(shí)用新型的故障限流器，其耦合變壓器每一相由三繞組組成，即一個(gè)原邊繞組和兩個(gè)獨(dú)立的副邊繞組。其中一個(gè)副邊繞組與由晶閘管、直流限流電抗器組成的限流電路相連接，而另一副邊繞組則與一可控恒流源相連接。電流檢測(cè)單元連接在交流電源和耦合變壓器之間。
本實(shí)用新型的故障限流器的耦合變壓器可以是由三個(gè)和一個(gè)單相耦合變壓器組成；也可以是三相，且負(fù)載不接地；也可以是三相的，且負(fù)載接地。
上述的故障限流器，可以是帶有旁路電感的，且交流旁路電感與耦合變壓器的原邊繞組并聯(lián)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)由于本實(shí)用新型采用了新型的結(jié)構(gòu)，在電網(wǎng)中運(yùn)行時(shí)，故障限流器控制系統(tǒng)可以根據(jù)電流檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果，通過強(qiáng)制勵(lì)磁的方式使與可控恒流源連接的二次繞組產(chǎn)生的磁勢(shì)，同可控恒流源輸出電流為零時(shí)的原邊繞組激勵(lì)磁勢(shì)互相抵消，從而使耦合變壓器的主磁通為零。從而實(shí)現(xiàn)與負(fù)載串聯(lián)的耦合變壓器阻抗值大幅度下降，同時(shí)耦合變壓器的兩端電壓也大幅度下降，對(duì)負(fù)載兩端電壓及其正常運(yùn)行時(shí)的影響很小，幾乎沒有。因此在電網(wǎng)中采用本實(shí)用新型的故障限流器，可以避免對(duì)負(fù)載壓降的影響。


圖1耦合變壓器為三繞組結(jié)構(gòu)、基于磁通補(bǔ)償?shù)膸в信月冯姼械膯蜗喙收舷蘖髌鲌D2由三個(gè)耦合變壓器為三繞組結(jié)構(gòu)、基于磁通補(bǔ)償?shù)膸в信月冯姼械膯蜗喙收舷蘖髌鳂?gòu)成的三相故障限流器圖3耦合變壓器為三繞組結(jié)構(gòu)、基于磁通補(bǔ)償?shù)膸в信月冯姼腥嗖唤拥毓收舷蘖髌鲌D4耦合變壓器為三繞組結(jié)構(gòu)、基于磁通補(bǔ)償?shù)膸в信月冯姼械娜嘟拥毓收舷蘖髌鲌D5單相雙繞組耦合變壓器在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的等效電路圖圖6主磁通為零時(shí)，具有三繞組結(jié)構(gòu)的單相耦合變壓器等效電路圖圖中T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13、T14、T15、T16、T17、T18------晶閘管
VS、Va、Vb、VC、 ------交流電源R------負(fù)載 X1------耦合變壓器原邊漏磁感抗R1------導(dǎo)線電阻 X1X3-----耦合變壓器副邊漏磁感抗R2’R3’------導(dǎo)線電阻歸算到原邊的對(duì)應(yīng)值 -------電網(wǎng)線路電流 -----耦合變壓器副邊電流歸算到原邊的對(duì)應(yīng)值1-----耦合變壓器 2-----可控恒流源 3-----由晶閘管和直流電抗器組成的限流電路 4-----電網(wǎng)線路電流檢測(cè)單元 5-----交流旁路電感具體實(shí)施方式
基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌?，無論是單相故障限流器(圖1)、由三個(gè)單相組成的三相故障限流器(圖2)，或者優(yōu)化的三相不接地(圖3)、接地故障限流器(圖4)，都具有相同的電路結(jié)構(gòu)。即耦合變壓器(1)是由一個(gè)原邊繞組和兩個(gè)獨(dú)立的副邊繞組組成，耦合變壓器(1)的一個(gè)副邊繞組與可控恒流源(2)連接，而另一副邊繞組則與由晶閘管和直流電抗器組成的限流電路(3)連接，電網(wǎng)線路電流檢測(cè)單元(4)連接在交流電源和耦合變壓器(1)之間。此外該故障限流器可以帶有交流旁路電感(5)，交流旁路電感(5)則與耦合變壓器(1)的原邊繞組并聯(lián)。
圖5是單相雙繞組耦合變壓器在其副邊繞組短路時(shí)的等效電路圖，此時(shí)電路的等效阻抗為原邊阻抗與副邊折算到原邊的阻抗的串聯(lián)，該等效阻抗是比較大，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由于流過該阻抗的電流為負(fù)載電流，因此導(dǎo)致耦合變壓器的原邊產(chǎn)生比較大的電壓降，相應(yīng)的對(duì)負(fù)載兩端的電壓也產(chǎn)生比較大的影響，因而對(duì)負(fù)載的正常運(yùn)行必將產(chǎn)生大的影響。
圖6是采用本實(shí)用新型后，耦合變壓器在系統(tǒng)無短路故障運(yùn)行時(shí)的等，效電路圖，由于主磁通為零，此時(shí)耦合變壓器的等效阻抗僅為原邊阻抗，該阻抗要遠(yuǎn)小于雙繞組耦合變壓器的短路阻抗。由于流過該阻抗的電流同樣為負(fù)載電流，耦合變壓器的原邊在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電壓降大幅度降低，對(duì)負(fù)載的運(yùn)行影響將非常小。
對(duì)于三繞組耦合變壓器(1)，當(dāng)控制電流源(2)的輸出電流為零，則與可控恒流源(2)連接的二次繞組處在開路狀態(tài)，此時(shí)三繞組耦合變壓器(1)等效為一個(gè)雙繞組變壓器，等效電路圖與圖5相同，對(duì)應(yīng)的磁勢(shì)方程為I·mN1=I·1N1+I2′·N1]]> N1------耦合變壓器(1)的激磁電流、原邊繞組的匝數(shù)。其中 用于產(chǎn)生鐵心內(nèi)的主磁通，其有效值比較小。
由上式可知，流過與由晶閘管和直流電抗器組成的限流電路(3)連接的副邊繞組的電流產(chǎn)生磁勢(shì)，與電網(wǎng)線路電流在耦合變壓器(1)原邊產(chǎn)生的磁勢(shì)的矢量和，為激磁電流產(chǎn)生的磁勢(shì)，該激勵(lì)磁勢(shì)不為零。
在系統(tǒng)無短路故障運(yùn)行時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)線路電流檢測(cè)單元(4)檢測(cè)結(jié)果，控制可控恒流源(2)的輸出，使得其輸出電流在與其連接耦合變壓器(1)副邊所產(chǎn)生的磁勢(shì)，和可控恒流源(2)的輸出電流為零時(shí)，耦合變壓器(1)的激勵(lì)磁勢(shì)相抵消，則此時(shí)的磁勢(shì)方程為I·mN1=I·1N1+I2′·N1+I3′·N1=0]]>此時(shí)三繞組耦合變壓器的主磁通為零，等效電路如圖6所示。
因此在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，采用本實(shí)用新型的故障限流器，對(duì)于負(fù)載的影響很小，幾乎沒有。
權(quán)利要求1.一種基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌?，主要由耦合變壓器、晶閘管、直流限流電抗器、電流檢測(cè)單元等部分組成；其特征在于耦合變壓器的每一相都由三繞組組成，即由一個(gè)原邊繞組和兩個(gè)獨(dú)立的副邊繞組組成；其中一個(gè)副邊繞組與由晶閘管、直流限流電抗器組成的限流電路相連接，而另一副邊繞組則與一可控恒流源相連接；電流檢測(cè)單元連接在交流電源和耦合變壓器之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌?，其特征在于由一個(gè)或三個(gè)耦合變壓器組成，其耦合變壓器是單相的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌?，其特征在于其耦合變壓器是三相的，且?fù)載不接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌鳎涮卣髟谟谄漶詈献儔浩魇侨嗟?，且?fù)載接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌鳎涮卣髟谟谠摴收舷蘖髌骺梢詭в信月方涣麟姼?，且交流旁路電感與耦合變壓器每一相的原邊繞組并聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種基于磁通補(bǔ)償?shù)墓收舷蘖髌?，主要由耦合變壓器、晶閘管、直流限流電抗器、電流檢測(cè)單元等部分組成，耦合變壓器的每一相都由三繞組組成，即由一個(gè)原邊繞組和兩個(gè)獨(dú)立的副邊繞組組成；其中一個(gè)副邊繞組與由晶閘管、直流限流電抗器組成的限流電路相連接，而另一副邊繞組則與一可控恒流源相連接；電流檢測(cè)單元連接在交流電源和耦合變壓器之間。該故障限流器也可以帶有旁路電感。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)負(fù)載的影響很小。
文檔編號(hào)H02H9/02GK2655487SQ03263280
公開日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月27日
發(fā)明者王明江 申請(qǐng)人:新疆特變電工股份有限公司