技術領域
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電設備限流技術領域，具體涉及一種超導故障限流器。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展及電負荷的急劇增長，電網(wǎng)容量的增大，不斷增大的短路電流對電力系統(tǒng)電氣設備的沖擊越來越大；同時，現(xiàn)有的斷路器的開斷能力已難以滿足開斷巨大短路電流。因此為解決這一重大難題，限流電抗器被串接回路中的方式廣泛應用在電力系統(tǒng)輸配電系統(tǒng)中。限流電抗器串聯(lián)在回路中雖可限制短路電流強度，減小短路電流對電力系統(tǒng)中電氣設備的沖擊，以及維持母線電壓，避免短路故障的進一步擴大。但串聯(lián)限流電抗器卻有很多不足之處，首先，限流電抗器串聯(lián)回路中產(chǎn)生巨大的無功損耗也給用戶造成很大的經(jīng)濟負擔；其次，在選取限流電抗器的電抗值時，往往存在著滿足限制短路電流的要求后，額定電流下用戶端電壓過低的矛盾。電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)的長距離輸送過程中，輸電線路也會產(chǎn)生感抗，實質上已等同形成了一種隱形、潛在的串接用戶負載回路中的電抗器，同樣造成用戶端電壓降低，同時又有較大的無功損耗。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種超導故障限流器，能有效限制短路電流的強度，大大減小短路電流對電氣設備的沖擊，在保證用戶端電壓的同時，又可以實現(xiàn)限流電抗器的零損耗。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：
一種超導故障限流器，包括限流電抗器、與所述限流電抗器相串聯(lián)的諧振電容器，與所述諧振電容器相并聯(lián)的避雷器、高速渦流開關及智能保護控制系統(tǒng)，所述智能保護控制系統(tǒng)包括并聯(lián)在諧振電容器的兩端的雙向可控硅，及與所述雙向可控硅相串聯(lián)的電感。
作為上述技術方案的進一步改進：
還包括放電阻尼保護系統(tǒng)，所述放電阻尼保護系統(tǒng)包括限流阻尼器和氧化鋅非線性電阻，所述限流阻尼器的輸入端與所述諧振電容器的進線端相連，其輸出端通過氧化鋅非線性電阻與所述諧振電容器的出線端相連。
所述限流阻尼器由電感L和電阻R相并聯(lián)組成。
所述高速渦流開關為真空滅弧式斷路器。
由上述技術方案可知，本發(fā)明結構簡單、使用方便、安全可靠，相對于直接在回路中串接限流電抗器有很大的有益效果，通過雙向可控硅和高速渦流開關實現(xiàn)對諧振電容器的雙重保護，在避免諧振電容因過壓損壞的同時，確保限流電抗器能有效限制短路電流的強度，減小短路電流對電力系統(tǒng)中電氣設備的沖擊，以及維持母線電壓，避免短路故障的進一步擴大。放電保護系統(tǒng)針對線路出現(xiàn)大電流時，諧振電容器被短接后，釋放諧振電容器內(nèi)的電能，確保諧振電容器能長期有效的安全運行。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的電氣原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明：
如圖1所示，本實施例的超導故障限流器，包括限流電抗器1、與限流電抗器1相串聯(lián)的諧振電容器3，與諧振電容器3相并聯(lián)的避雷器7、高速渦流開關5、智能保護控制系統(tǒng)和放電阻尼保護系統(tǒng)，，智能保護控制系統(tǒng)包括并聯(lián)在諧振電容器3的兩端的雙向可控硅2，及與雙向可控硅2相串聯(lián)的電感8。該放電阻尼保護系統(tǒng)包括限流阻尼器6和氧化鋅非線性電阻4，限流阻尼器6的輸入端與諧振電容器3的進線端相連，其輸出端通過氧化鋅非線性電阻4與諧振電容器3的出線端相連，高速渦流開關5為真空滅弧式斷路器。
本實施例中，限流阻尼器6由電感L和電阻R相并聯(lián)組成。該限流阻尼器6，用于限制諧振電容器3短接保護后電能釋放沖擊電流，防止諧振電容器3由于過流而損壞。該氧化鋅非線性電阻4，能夠在諧振電容器短接保護后，迅速吸收諧振電容器釋放的電能，確保把諧振電容器3的端電壓控制在額定安全運行范圍內(nèi)，確保諧振電容器3能長期有效的安全運行。所以諧振電容器3兩端電壓能夠限制在一個較低的水平，這樣諧振電容器3的容量可以極大的縮減，其造價自然會大幅降低，同時設備的體積得到了有效的控制，能大幅降低整套設備造價，使限流電抗器1能廣泛應用在電力系統(tǒng)中。
本實施例中，避雷器7用于限制系統(tǒng)過電壓，防止過電壓對設備產(chǎn)生損壞。高速渦流開關5通過安裝在配電柜中的控制器控制其開斷。當線路中出線短路故障時，控制器立即控制高速渦流開關合閘，從而在防止諧振電容器3因過壓而損壞，同時保證限流電抗器1能夠足夠快的串接回路中限制短路電流的強度。本實例中高速渦流開關為渦流驅動，真空滅弧室滅弧斷路器。
工作原理如下：當發(fā)生短路故障時，諧振電容器3的端電壓超過可雙向控硅2導通電壓時，該雙向可控硅2立即導通，從而把諧振電容器3短接，在防止諧振電容器3因過壓而損壞，同時保證限流電抗器1能夠足夠快的串接回路中限制短路電流的強度；當諧振電容器3被保護后，放電阻尼保護系統(tǒng)立即對諧振電容器3放電，釋放諧振電容器3內(nèi)的電能；當雙向可控硅2通過的電流小于續(xù)流電流時，雙向可控硅2立即斷開，此時高速渦流開關5合閘，該諧振電容器3由高速渦流開關保護；當短路故障切除后，線路電流返回正常值時，控制器發(fā)出分閘命令，高速渦流開關5分閘，使諧振電容器3投入線路運行，與限流電抗器1構成串聯(lián)諧振，在既保證用戶端電壓的同時，又可以實現(xiàn)限流電抗器1的零損耗。
以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。