專利名稱：一種用于變電站線路出線的fcl裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著我國(guó)用電負(fù)荷的持續(xù)增長(zhǎng)，裝機(jī)容量劇增，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng)，部分負(fù)荷中心電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問(wèn)題日益嚴(yán)重，危及電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，已經(jīng)成為大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行所關(guān)注的主要問(wèn)題之一。目前，短路電流超標(biāo)問(wèn)題在華東電網(wǎng)尤為突出。早在上世紀(jì)70年代,EPRI提出了故障電流限制器(Fault Current Limiter簡(jiǎn)稱FCL)的概念。FCL裝置為解決目前華東電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問(wèn)題帶來(lái)了新的思路。然而目前的FCL裝置在實(shí)現(xiàn)正確響應(yīng)，快速抑制故障電流升高方面的目標(biāo)還有差距。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于變電站線路出線的FCL裝置，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種用于變電站線路出線的FCL裝置，包括一位于變電所母線出線側(cè)的限流電抗器，其特征在于，所述限流電抗器串聯(lián)一電容器組，所述限流電抗器的兩端并聯(lián)一防止限流電抗器過(guò)壓的金屬氧化物避雷器。所述電容器組包括至少四個(gè)電容器，至少四個(gè)電容器中的兩個(gè)電容器串聯(lián)后與另兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器并聯(lián)。金屬氧化物避雷器起到保護(hù)限流電抗器的作用，如在雷電波入侵或操作過(guò)程中在限流電抗器兩端產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí)。所述限流電抗器的兩端還并聯(lián)一電容器。對(duì)限流電抗器形成一個(gè)旁路放電回路。還包括第一隔離開(kāi)關(guān)，所述限流電抗器通過(guò)所述第一隔離開(kāi)關(guān)連接變電所母線的出線側(cè)。所述第一隔離開(kāi)關(guān)的一端與變電所母線的出線側(cè)連接，所述第一隔離開(kāi)關(guān)的另一端上連接一接地開(kāi)關(guān)。還包括第二隔離開(kāi)關(guān)，所述電容器組通過(guò)一節(jié)點(diǎn)連接所述第二隔離開(kāi)關(guān)的一端，所述節(jié)點(diǎn)處連接另一接地開(kāi)關(guān)。所述電容器組的兩端并聯(lián)至少兩個(gè)金屬氧化物限壓器。還包括復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器，復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器串聯(lián)在電路中，復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器的信號(hào)輸出端連接主控制計(jì)算機(jī)。主控制計(jì)算機(jī)判斷被測(cè)電流是否超過(guò)設(shè)定值或電流上升速率大于設(shè)定值。主控制計(jì)算機(jī)設(shè)有控制信號(hào)輸出端口。還包括一阻尼回路，所述阻尼回路和一旁路斷路器(BCB)串聯(lián)后并聯(lián)在所述電容器組的兩端。正常運(yùn)行時(shí)，旁路斷路器分閘。所述旁路斷路器的兩端還并聯(lián)有一晶閘管，所述晶閘管采用復(fù)數(shù)個(gè)兩兩反并聯(lián)的晶閘管閥組件串聯(lián)而成的晶閘管，晶閘管閥組件采用正反兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管閥元件組成。保證在電流正向及反向情況下都能提供導(dǎo)通通道。所述晶閘管設(shè)有一控制信號(hào)輸入端，控制信號(hào)輸入端連接主控制計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端口。所述晶閘管的兩端還并聯(lián)有火花間隙裝置(GAP)，所述火花間隙裝置采用至少兩個(gè)間隙串聯(lián)而成的火花間隙裝置，至少兩個(gè)間隙的其中一個(gè)間隙采用可控間隙，另一個(gè)間隙采用不可控間隙；可控間隙設(shè)有一控制信號(hào)輸入端，控制信號(hào)輸入端連接主控制計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端口。還包括一旁路刀閘，所述旁路刀閘與依次連接的所述第一隔離開(kāi)關(guān)、所述限流電抗器、所述電容器組、所述第二隔離開(kāi)關(guān)并聯(lián)。所述火花間隙裝置擊穿要求兩端有一定電壓，因此如果所述晶閘管導(dǎo)通(或所述旁路斷路器合上)，所述電容器組兩端電壓降低，則所述火花間隙裝置不會(huì)動(dòng)作。本實(shí)用新型通過(guò)主控制計(jì)算機(jī)發(fā)送控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)一個(gè)脈沖變壓器主動(dòng)將可控間隙擊穿，使得整個(gè)所述火花間隙裝置擊穿電壓下降，帶動(dòng)主間隙擊穿，完成整個(gè)所述火花間隙裝置可控?fù)舸┑墓δ堋Ｋ龌鸹ㄩg隙裝置作為所述晶閘管的后備保護(hù)設(shè)備。正常運(yùn)行時(shí)，所述限流電抗器和所述電容器組形成串聯(lián)諧振，對(duì)外部系統(tǒng)運(yùn)行沒(méi)有影響。所述旁路斷路器分閘。所述晶閘管和所述火花間隙裝置處于關(guān)斷狀態(tài)，所述限流電抗器與所述電容器組發(fā)生串聯(lián)諧振，等效工頻阻抗接近于零。對(duì)系統(tǒng)的潮流分布沒(méi)有影響，當(dāng)流過(guò)諧振回路的電流超過(guò)設(shè)定值(線路過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作)，或電流超過(guò)一定值且電流上升速率大于設(shè)定值時(shí)(線路電流斜率保護(hù)動(dòng)作)，主控制計(jì)算機(jī)判斷為系統(tǒng)發(fā)生故障，發(fā)出命令觸發(fā)所述晶閘管導(dǎo)通，同時(shí)發(fā)出命令觸發(fā)火花間隙裝置以及合上所述旁路斷路器。其后果即是將所述電容器組短路，F(xiàn)CL對(duì)外呈現(xiàn)純電抗特性，起到限制電流的作用。有益效果由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型可避免對(duì)電網(wǎng)主網(wǎng)架的改變，有效抑制電網(wǎng)短路電流，降低和避免由于短路電流超標(biāo)引起的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整、設(shè)備更換帶來(lái)的投資成本，實(shí)現(xiàn)正確響應(yīng)、快速抑制故障電流升高。

圖I為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參照?qǐng)D1，一種用于變電站線路出線的FCL裝置，包括一位于變電所母線出線側(cè)的限流電抗器1，限流電抗器I串聯(lián)一電容器組2，限流電抗器I的兩端并聯(lián)一防止限流電抗器過(guò)壓的金屬氧化物避雷器5。金屬氧化物避雷器5起到保護(hù)限流電抗器的作用，如在雷電波入侵或操作過(guò)程中在限流電抗器兩端產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí)。限流電抗器I的兩端還并聯(lián)一電容器14。對(duì)限流電抗器形成一個(gè)旁路放電回路。還包括第一隔離開(kāi)關(guān)3，第二隔離開(kāi)關(guān)8，限流電抗器I通過(guò)第一隔離開(kāi)關(guān)3連接變電所母線的出線側(cè)。第一隔離開(kāi)關(guān)3的一端與變電所母線的出線側(cè)連接，第一隔離開(kāi)關(guān)3的另一端上連接一接地開(kāi)關(guān)4。電容器組2包括至少四個(gè)電容器，至少四個(gè)電容器中的兩個(gè)電容器串聯(lián)后與另兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器并聯(lián)。電容器組2通過(guò)一節(jié)點(diǎn)連接第二隔離開(kāi)關(guān)8的一端，所述節(jié)點(diǎn)處連接另一接地開(kāi)關(guān)12。還包括一旁路刀閘6，旁路刀閘6與依次連接的第一隔離開(kāi)關(guān)3、限流電抗器I、電容器組2、第二隔離開(kāi)關(guān)8并聯(lián)。電容器組2的兩端并聯(lián)至少兩個(gè)金屬氧化物限壓器15。還包括復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器，復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器串聯(lián)在電路中，復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器的信號(hào)輸出端連接主控制計(jì)算機(jī)。主控制計(jì)算機(jī)判斷被測(cè)電流是否超過(guò)設(shè)定值或電流上升速率大于設(shè)定值。主控制計(jì)算機(jī)設(shè)有控制信號(hào)輸出端口。還包括一阻尼回路13，阻尼回路13和一旁路斷路器(BCB) 11串聯(lián)后并聯(lián)在電容器 組2的兩端。正常運(yùn)行時(shí)，旁路斷路器11分閘。旁路斷路器11的兩端還并聯(lián)有一晶閘管7，晶閘管7采用復(fù)數(shù)個(gè)兩兩反并聯(lián)的晶閘管閥組件串聯(lián)而成的晶閘管，晶閘管閥組件采用正反兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管閥元件組成。保證在電流正向及反向情況下都能提供導(dǎo)通通道。晶閘管7設(shè)有一控制信號(hào)輸入端，控制信號(hào)輸入端連接主控制計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端口。晶閘管7的兩端還并聯(lián)有火花間隙(GAP)裝置9，火花間隙裝置9采用至少兩個(gè)間隙串聯(lián)而成的火花間隙裝置9，一間隙采用可控間隙，另一個(gè)間隙采用不可控間隙?？煽亻g隙設(shè)有一控制信號(hào)輸入端，控制信號(hào)輸入端連接主控制計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端口?；鸹ㄩg隙裝置9擊穿要求兩端有一定電壓，因此如果晶閘管7導(dǎo)通(或旁路斷路器11合上)，電容器組2兩端電壓降低，則火花間隙裝置9不會(huì)動(dòng)作。本實(shí)用新型通過(guò)主控制計(jì)算機(jī)發(fā)送控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)一個(gè)脈沖變壓器主動(dòng)將可控間隙擊穿，使得整個(gè)火花間隙裝置9擊穿電壓下降，帶動(dòng)主間隙擊穿，完成整個(gè)火花間隙裝置9可控?fù)舸┑墓δ??；鸹ㄩg隙裝置9作為晶閘管7的后備保護(hù)設(shè)備。晶閘管閥組件導(dǎo)通時(shí)間小于I. 5毫秒，火花間隙9時(shí)間略長(zhǎng)，在2毫秒左右，旁路斷路器11時(shí)間小于30毫秒。其時(shí)間配合是一般情況下要求晶閘管7首先動(dòng)作，其動(dòng)作速度快，但是不能長(zhǎng)時(shí)間承受大電流，晶閘管7觸發(fā)后30毫秒內(nèi)旁路斷路器11合上，電流從旁路斷路器11被旁路。阻尼回路13防止在電容器組2旁路過(guò)程中向晶閘管7或火花間歇9釋放瞬時(shí)大電流而損壞設(shè)備。正常運(yùn)行時(shí)，限流電抗器I和電容器組2形成串聯(lián)諧振，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒(méi)有影響。旁路斷路器11分閘。晶閘管7和火花間隙裝置9處于關(guān)斷狀態(tài)，限流電抗器I與電容器組2發(fā)生串聯(lián)諧振，等效工頻阻抗接近于零。對(duì)系統(tǒng)的潮流分布沒(méi)有影響，當(dāng)流過(guò)諧振回路的電流超過(guò)設(shè)定值(線路過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作)，或電流超過(guò)一定值且電流上升速率大于設(shè)定值時(shí)(線路電流斜率保護(hù)動(dòng)作)，主控制計(jì)算機(jī)判斷為系統(tǒng)發(fā)生故障，發(fā)出命令觸發(fā)晶閘管7導(dǎo)通，同時(shí)發(fā)出命令觸發(fā)火花間隙裝置9以及合上旁路斷路器11。其后果即是將電容器組2短路，F(xiàn)CL對(duì)外呈現(xiàn)純電抗特性，起到限制電流的作用。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種用于變電站線路出線的FCL裝置，包括一位于變電所母線出線側(cè)的限流電抗器，其特征在于，所述限流電抗器串聯(lián)一電容器組，所述限流電抗器的兩端并聯(lián)一防止限流電抗器過(guò)壓的金屬氧化物避雷器； 所述電容器組包括至少四個(gè)電容器，至少四個(gè)電容器中的兩個(gè)電容器串聯(lián)后與另兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器并聯(lián)； 所述電容器組的兩端并聯(lián)至少兩個(gè)金屬氧化物限壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于變電站線路出線的FCL裝置，其特征在于，還包括第一隔離開(kāi)關(guān)，所述限流電抗器通過(guò)所述第一隔離開(kāi)關(guān)連接變電所母線的出線側(cè)；所述第一隔離開(kāi)關(guān)的一端與變電所母線的出線側(cè)連接，所述第一隔離開(kāi)關(guān)的另一端上連接一接地開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于變電站線路出線的FCL裝置，其特征在于，還包括第二隔離開(kāi)關(guān)，所述電容器組通過(guò)一節(jié)點(diǎn)連接所述第二隔離開(kāi)關(guān)的一端，所述節(jié)點(diǎn)處連接另一接地開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于變電站線路出線的FCL裝置，其特征在于，還包括一旁路刀閘，所述旁路刀閘與依次連接的所述第一隔離開(kāi)關(guān)、所述限流電抗器、所述電容器組、所述第二隔離開(kāi)關(guān)并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于變電站線路出線的FCL裝置，其特征在于，還包括復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器，復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器串聯(lián)在電路中，復(fù)數(shù)個(gè)電流互感器的信號(hào)輸出端連接主控制計(jì)算機(jī)；主控制計(jì)算機(jī)設(shè)有控制信號(hào)輸出端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于變電站線路出線的FCL裝置，其特征在于，還包括一阻尼回路，所述阻尼回路和一旁路斷路器串聯(lián)后并聯(lián)在所述電容器組的兩端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于變電站線路出線的FCL裝置，其特征在于，所述旁路斷路器的兩端還并聯(lián)有一晶閘管，所述晶閘管采用復(fù)數(shù)個(gè)兩兩反并聯(lián)的晶閘管閥組件串聯(lián)而成的晶閘管，所述晶閘管閥組件采用正反兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管閥元件組成；所述晶閘管設(shè)有一控制信號(hào)輸入端，控制信號(hào)輸入端連接主控制計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于變電站線路出線的FCL裝置，其特征在于，所述晶閘管的兩端還并聯(lián)有火花間隙裝置，所述火花間隙裝置采用至少兩個(gè)間隙串聯(lián)而成的火花間隙裝置，至少兩個(gè)間隙的其中一個(gè)間隙采用可控間隙，另一個(gè)間隙采用不可控間隙；可控間隙設(shè)有一控制信號(hào)輸入端，控制信號(hào)輸入端連接主控制計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于變電站線路出線的FCL裝置，包括一位于變電所母線出線側(cè)的限流電抗器，限流電抗器串聯(lián)一電容器組，限流電抗器的兩端并聯(lián)一防止限流電抗器過(guò)壓的金屬氧化物避雷器。電容器組包括至少四個(gè)電容器，至少四個(gè)電容器中的兩個(gè)電容器串聯(lián)后與另兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器并聯(lián)。由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型可避免對(duì)電網(wǎng)主網(wǎng)架的改變，有效抑制電網(wǎng)短路電流，降低和避免由于短路電流超標(biāo)引起的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整、設(shè)備更換帶來(lái)的投資成本，實(shí)現(xiàn)正確響應(yīng)、快速抑制故障電流升高。
文檔編號(hào)H02H9/02GK202550511SQ20122012483
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者傅晨釗, 楊凌輝, 楊增輝, 王之浩, 鮑偉 申請(qǐng)人:上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司