專利名稱：一種基于快速開關(guān)和觸發(fā)真空開關(guān)的故障限流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于快速開關(guān)和觸發(fā)真空開關(guān)的故障限流器，該限流器適用于電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)的自動(dòng)快速限流處理。
背景技術(shù)：
近年來，我國電力系統(tǒng)的電流短路故障率隨著電源容量的增長和電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大而急劇上升，發(fā)電機(jī)和主變壓器在發(fā)生近區(qū)短路時(shí)，短路電流可以達(dá)到
或超過80 100kA水平。而現(xiàn)有斷路器面對(duì)如此大的短路電流，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)
暴露出以下問題-
(O、額定短路開斷電流小于63kA，開斷能力不能滿足要求；
(2)、不具備限流功能，全開斷時(shí)間長達(dá)60 200ms。開斷前，發(fā)電機(jī)和變
壓器常因經(jīng)不住短路電流第一個(gè)周波的電動(dòng)力沖擊即被其損壞。
目前限制短路電流的主要措施還有采用限流電抗器，采用高阻抗變壓器或
改變運(yùn)行方式的，但所有這些措施都存在著或增加能耗、或降低電能質(zhì)量、或
降低供電能力以及供電可靠性差等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)己知限流技術(shù)存在的缺陷，設(shè)計(jì)一種基于快速開關(guān)和觸發(fā)真空開關(guān)的故障限流器，使用該限流器可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)短路故障自動(dòng)限流處理，使之既能保證電能質(zhì)量與正常供電時(shí)的電能質(zhì)量相同，又能保證短路故障發(fā)生時(shí)短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損害減小到最大程度，從而有利于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還可以為電網(wǎng)節(jié)省建設(shè)開支。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，所述基于快速開關(guān)和觸發(fā)真空開關(guān)的故障限流器，如圖1所示，包括有并聯(lián)的快速開關(guān)1和限流電阻2。其中所述快速開關(guān)l的兩端之間依次串接有第一脈沖電容3、第一電感器4和第一觸發(fā)真空開關(guān)5;所述限流電阻2的兩端之間依次串接有第二脈沖電容6、第二電感器7和第二觸發(fā)真空開關(guān)8。
本發(fā)明的工作原理是該限流器串接在電力系統(tǒng)的線路上，第一脈沖電容3和第二脈沖電容6按圖1中所示的電壓極性預(yù)先充電。正常供電時(shí)，快速開關(guān)l處于閉合狀態(tài)，電力系統(tǒng)的線路電流流過快速開關(guān)l，限流器幾乎不產(chǎn)生能耗。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，線路電流迅速增大，當(dāng)電流大于設(shè)定的閾值時(shí)，
快速開關(guān)1迅速開斷，但短路電流仍以電弧電流的形式存在；此時(shí)根據(jù)快速開關(guān)1中短路電流的實(shí)際方向，觸發(fā)導(dǎo)通相應(yīng)的第一觸發(fā)真空開關(guān)5或第二觸發(fā)真空開關(guān)8，由第一脈沖電容3或第二脈沖電容6通過第一電感器4或第二電感器7諧振放電，提供一個(gè)與快速開關(guān)1中短路電流方向相反的脈沖電流，從而實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)1中短路電流的迅速過零而熄弧，于是短路電流的大部分也由快速開關(guān)1轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的第一脈沖電容3的支路或第二脈沖電容6的支路，小部分轉(zhuǎn)移到限流電阻2;流過第一脈沖電容3或第二脈沖電容6的短路電流，使該脈沖電容迅速反向諧振充電，達(dá)到較高的反壓。相應(yīng)的，第一觸發(fā)真空開關(guān)5或第二觸發(fā)真空開關(guān)8也會(huì)由于電流過零而熄弧，從而將短路電流全部轉(zhuǎn)移至限流電阻2中，限流電阻2能夠迅速地抑制線路上的短路電流。整個(gè)限流過程在故障發(fā)生后的幾個(gè)ms內(nèi)完成，使電力系統(tǒng)的故障電流被限流器限制下來。本發(fā)明的有益效果是
1) 、使用快速開關(guān)，開斷時(shí)間不大于2ms,使短路電流不會(huì)達(dá)到無限流狀況下的第一個(gè)電流峰值；
2) 、使用預(yù)先充電的脈沖電容放電，提供反向的脈沖電流，使快速開關(guān)的電弧電流迅速過零而熄??；
3) 、使用觸發(fā)真空開關(guān)控制脈沖電容的放電，既能保證觸發(fā)速度快，又能通過大脈沖電流，還能在脈沖電流過零時(shí)熄??；
4) 、限流電阻的串入，能夠迅速地抑制線路上的短路電流；
5) 、使用該裝置可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后的自動(dòng)限流處理，既能保證正常供電時(shí)的電能質(zhì)量，又能在短路故障發(fā)生時(shí)很大程度上減少短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損害，從而有利于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。且較小的短路電流可以選擇使用遮斷容量較小的斷路器，由此節(jié)省設(shè)備選型和電網(wǎng)建設(shè)的開支。


圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的電路圖，圖中標(biāo)示為.-l一快速開關(guān)，2— 限流電阻，
3— 第一脈沖電容，
4— 第一電感器，
5— 第一觸發(fā)真空開關(guān)，
6— 第二脈沖電容，
7— 第二電感器，
8— 第二觸發(fā)真空開關(guān)。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為本發(fā)明基于快速開關(guān)和觸發(fā)真空開關(guān)的故障限流器一個(gè)具體的實(shí)施例。該實(shí)施例中的快速開關(guān)l，采用中國武漢市華中科技大學(xué)高電壓工程系研制的KSKG-10型10kV、 2000A電磁斥力快速開關(guān)，該開關(guān)采用四川成都的凱賽爾電子有限公司生產(chǎn)的TD-12/2500-40真空滅弧室，額定電壓12kV、額定電流2500A、額定短路開斷電流40kA，利用通以脈沖電流的盤式線圈與金屬盤中渦流之間的電磁斥力作為操動(dòng)力，開斷操作時(shí)的滿行程時(shí)間可控制在2ms。限流電阻2采用武漢市紹新特種電氣股份有限公司生產(chǎn)的DZ-3000A/2Q型電阻，單相阻值2Q，額定電壓6kV、額定電流3kA、額定工作時(shí)間ls，允許溫升300K。第一脈沖電容3與第二脈沖電容6采用浙江上虞華創(chuàng)電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的MKMJ30-60型脈沖電容器，該電容器為金屬化膜自愈式電容器，額定電壓30kV，額定電容量60pJF。第一電感器4與第二電感器7采用湖北咸寧陽光特種電器公司生產(chǎn)的繞線電感器，額定電感值10pH。第一觸發(fā)真空開關(guān)5與第二觸發(fā)真空開關(guān)8采用廣東珠海宇光電子有限公司生產(chǎn)的ZKTC100/50型觸發(fā)真空開關(guān)，額定電壓10kV，可通過70kA的脈沖電流。上述快速開關(guān)l、限流電阻2、第一脈沖電容3、第一電感4、第一觸發(fā)真空開關(guān)5、第二脈沖電容6、第二電感7、第二觸發(fā)真空開關(guān)8按照上述技術(shù)解決方案即附圖1所示電路連接，即將快速開關(guān)1與限流電阻2并聯(lián)。第一脈沖電容3、第一電感器4和第一觸發(fā)真空開關(guān)5依次串接于快速開關(guān)l的兩端之間；第二脈沖電容6、第二電感器7和第二觸發(fā)真空開關(guān)8依次串接于限流電阻2的兩端之間。
上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的基于快速開關(guān)和觸發(fā)真空開關(guān)的故障限流器，經(jīng)試制試用被證明限流效果良好，工作穩(wěn)定、安全可靠，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
1、一種基于快速開關(guān)和觸發(fā)真空開關(guān)的故障限流器，其特征是，它包括有并聯(lián)的快速開關(guān)(1)和限流電阻(2)，其中所述快速開關(guān)(1)的兩端之間依次串接有第一脈沖電容(3)、第一電感器(4)和第一觸發(fā)真空開關(guān)(5)；所述限流電阻(2)的兩端之間依次串接有第二脈沖電容(6)、第二電感器(7)和第二觸發(fā)真空開關(guān)(8)。
全文摘要
一種基于快速開關(guān)和觸發(fā)真空開關(guān)的故障限流器，包括有并聯(lián)的快速開關(guān)(1)和限流電阻(2)，其中快速開關(guān)(1)的兩端之間串接有第一脈沖電容(3)、第一電感器(4)和第一觸發(fā)真空開關(guān)(5)；限流電阻(2)的兩端之間串接有第二脈沖電容(6)、第二電感器(7)和第二觸發(fā)真空開關(guān)(8)。本發(fā)明1)使短路電流不會(huì)達(dá)到無限流狀況下的第一個(gè)電流峰值；2)使快速開關(guān)的電弧電流迅速過零而熄??；3)觸發(fā)速度快，能通過大脈沖電流，能在脈沖電流過零時(shí)熄弧；4)能迅速抑制短路電流；5)系統(tǒng)短路后自動(dòng)限流處理，保證供電質(zhì)量，節(jié)省網(wǎng)建開支。
文檔編號(hào)H02H3/08GK101604835SQ20091004360
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者張紅先, 針 方, 波 李, 蔣正龍, 純 趙, 陸佳政 申請(qǐng)人:湖南省電力公司試驗(yàn)研究院;湖南省匯粹電力科技有限公司