本實(shí)用新型屬于變壓器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種限制故障電流的保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，系統(tǒng)短路電流水平急劇增加，短路電流水平的不斷增大對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的后果。當(dāng)變壓器低壓側(cè)發(fā)生短路故障時(shí)，部分短路電流超過(guò)斷路器的開(kāi)斷能力，導(dǎo)致變壓器繞組經(jīng)受不住短路電流的沖擊而損壞，給企業(yè)和社會(huì)造成重大損失。因此，必須采取有效的措施來(lái)限制變壓器低壓側(cè)短路故障電流水平，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

目前限制變壓器低壓側(cè)短路故障電流的措施主要有以下幾種，(1)將限流電抗器串接在變壓器低壓側(cè)，然而限流電抗器長(zhǎng)期接入系統(tǒng)，會(huì)增加能耗，降低電能質(zhì)量、供電能力及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(2)將快速隔離器和高壓限流熔斷器并聯(lián)后接在變壓器低壓側(cè)，該方案在開(kāi)斷故障電流中快速隔離器采用爆破切割技術(shù)，專(zhuān)利CN202473563U提出了一種“過(guò)流自保護(hù)變壓器”，在變壓器的高壓繞組端設(shè)置限流熔斷器，然而該方案在出現(xiàn)過(guò)流時(shí)斷開(kāi)，不能重復(fù)使用，以上方案都降低了裝置的使用效率。(3)采用基于耦合電抗器的并聯(lián)斷路器：專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00920268629.9的實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)文件中提出了一種“基于緊耦合空心電抗器的并聯(lián)型斷路器”，專(zhuān)利CN201510801252.9提出了一種“限流型開(kāi)斷裝置”，然而以上技術(shù)中都需要兩臺(tái)斷路器與耦合電抗器相連接入系統(tǒng)，因此增加了裝置的復(fù)雜性，限制了其實(shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種限制故障電流的保護(hù)裝 置，其目的在于減少故障電流對(duì)變壓器的沖擊的影響，減小對(duì)系統(tǒng)的影響并提高使用效率。

本實(shí)用新型提供了一種限制故障電流的保護(hù)裝置，設(shè)置在所述變壓器的低壓側(cè)，所述保護(hù)裝置包括耦合電抗器和第一斷路器；所述第一斷路器和所述耦合電抗器中的一臂串聯(lián)后構(gòu)成第一支路，所述耦合電抗器中的另一臂為第二支路，所述第一支路與所述第二支路并聯(lián)后接入待保護(hù)的線路中；所述耦合電抗器用于在額定工況下對(duì)外表現(xiàn)為小漏電抗；在短路故障工況下在兩臂通流時(shí)分配電流，使第一斷路器斷開(kāi)，在單臂限流時(shí)限制故障電流；所述第一斷路器用于在短路故障工況下，所述耦合電抗器的兩臂通流時(shí)快速開(kāi)斷所述第一支路的故障電流。

更進(jìn)一步地，工作時(shí)，在短路故障工況下，故障電流由并聯(lián)的兩支路共同承擔(dān)，其開(kāi)斷過(guò)程可分為兩個(gè)階段，第一階段：第一斷路器接到故障信號(hào)并迅速動(dòng)作，第一斷路器開(kāi)斷對(duì)應(yīng)第一支路的故障電流，第一支路斷開(kāi)；第二階段：第一支路斷開(kāi)后故障電流轉(zhuǎn)移到第二支路，由于限流電感L₂的作用，將故障電流限制到線路斷路器CB2的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)。

更進(jìn)一步地，所述耦合電抗器單臂電感L₂的選取需保證第一支路斷開(kāi)后，第二支路處于單臂限流工況時(shí)，L₂能將故障電流限制在線路斷路器CB2的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)。

更進(jìn)一步地，所述耦合電抗器兩臂電感L₁與L₂比值n，需保證在短路故障工況下兩臂通流時(shí)流過(guò)第一支路的故障電流I₁在斷路器CB1的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)在正常工況下，由于耦合電抗器具有較高的耦合度，電抗器對(duì)外的漏電抗很小，因此對(duì)系統(tǒng)的影響可忽略不計(jì)。

(2)在短路故障工況下，斷路器CB1迅速動(dòng)作，第一支路斷開(kāi)，使第 二支路處于限流工況，通過(guò)線路斷路器CB2開(kāi)斷故障電流。該裝置能夠?qū)⒐收想娏飨拗频娇煽糠秶鷥?nèi)，有效減小變壓器低壓側(cè)中大的故障電流的持續(xù)時(shí)間，降低了故障電流對(duì)變壓器的沖擊。當(dāng)故障消除后，CB1重新投入使用，提高了裝置使用效率。

(3)該裝置中耦合電抗器兩臂電感L₁與L₂比值n可大于、小于或等于1，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的斷路器CB1的參數(shù)及耦合電抗器參數(shù)，使用范圍廣泛。同時(shí)該保護(hù)裝置僅采用一臺(tái)斷路器與耦合電抗器，因此裝置結(jié)構(gòu)、控制簡(jiǎn)單，減少了裝置的復(fù)雜性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型提供的限制變壓器低壓側(cè)故障電流保護(hù)裝置電路圖。

圖2為本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于變壓器低壓側(cè)的保護(hù)裝置整體電路圖。

其中1為變壓器，2為耦合電抗器，3為斷路器CB1，4為線路斷路器CB2。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型涉及一種限制變壓器低壓側(cè)故障電流保護(hù)裝置，特別是針對(duì)能快速開(kāi)斷故障電流，減小故障電流對(duì)變壓器的沖擊，同時(shí)控制簡(jiǎn)單、對(duì)系統(tǒng)影響小和使用效率高的一種裝置。

為了解決現(xiàn)有的問(wèn)題，減少故障電流對(duì)變壓器的沖擊的影響，減小對(duì)系統(tǒng)的影響和提高使用效率，本實(shí)用新型提出了一種限制變壓器低壓側(cè)故障電流保護(hù)裝置。在正常工況下，電流流過(guò)兩并聯(lián)的支路，由于耦合電抗器具有較高的耦合度，此時(shí)耦合電抗器對(duì)外的漏電抗很小，對(duì)系統(tǒng)的影響 可忽略不計(jì)；在短路故障工況下，故障電流由并聯(lián)的兩支路共同承擔(dān)，其開(kāi)斷過(guò)程可分為兩個(gè)階段，第一階段：短路器CB1接到故障信號(hào)并迅速動(dòng)作，斷路器CB1開(kāi)斷對(duì)應(yīng)第一支路的故障電流，第一支路斷開(kāi)；第二階段：第一支路斷開(kāi)后故障電流轉(zhuǎn)移到第二支路，由于限流電感L₂的作用，將故障電流限制到線路斷路器CB2的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案，一種限制變壓器低壓側(cè)故障電流保護(hù)裝置，其電路主要組成部分包括：耦合電抗器、斷路器CB1。

上述耦合電抗器設(shè)計(jì)中，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)選擇合適的電抗器兩臂電感L₁與L₂比值n，n可大于、小于或等于1，參數(shù)n需滿足在短路故障工況下，兩臂通流時(shí)流過(guò)第一支路的故障電流在斷路器CB1的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)，斷路器CB1能成功開(kāi)斷第一支路的故障電流，同時(shí)保證單臂電感L₂能將故障電流限制到線路斷路器CB2的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)。

圖2所示，在正常工況下，兩并聯(lián)支路通過(guò)額定電流時(shí)對(duì)外表現(xiàn)為很小的漏電抗，對(duì)系統(tǒng)的影響可忽略不計(jì)；在短路故障工況下，斷路器CB1動(dòng)作，使第一支路先斷開(kāi)，故障電流轉(zhuǎn)移到第二支路，由于限流電感的作用將故障電流限制到線路斷路器CB2的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)。

耦合電抗器1、2臂電感分別為L(zhǎng)₁、L₂，在短路故障工況下，兩臂通流時(shí)流過(guò)第一支路、第二支路的電流分別為I₁、I₂。

耦合電抗器選取原則：在額定工況下，兩臂通流時(shí)應(yīng)減小該保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)的影響；在短路故障工況下，需綜合考慮變壓器低壓側(cè)短路故障電流水平和斷路器CB1、線路斷路器CB2的開(kāi)斷能力，從而保證成功開(kāi)斷故障電流。因此耦合電抗器選取原則如下：(1)耦合電抗器具有較高的耦合系數(shù)；(2)根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際工況，合理匹配斷路器CB1及耦合電抗器參數(shù)，其中所選的耦合電抗器兩臂電感L₁與L₂比值n，需保證在短路故障工況下兩臂通流時(shí)流過(guò)第一支路的故障電流I₁在斷路器CB1的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)；(3) 耦合電抗器單臂電感L₂的選取需保證第一支路斷開(kāi)后，第二支路處于單臂限流工況時(shí)，L₂能將故障電流限制在線路斷路器CB2的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)。

斷路器CB1選取原則：(1)在短路故障下，為降低故障電流對(duì)變壓器繞組的沖擊，斷路器CB1需快速動(dòng)作從而保證第一支路故障電流能夠快速轉(zhuǎn)移到第二支路，減少大的故障電流的持續(xù)時(shí)間，因此斷路器CB1應(yīng)由具備快速開(kāi)斷能力的斷路器組成。根據(jù)具體情況可以采用基于快速斥力機(jī)構(gòu)或快速永磁機(jī)構(gòu)的多斷口真空斷路器或其它具有快速分閘能力的斷路器。(2)在短路故障工況下，在兩支路通流時(shí)，耦合電抗器的參數(shù)決定了第一支路及第二支路的電流分配，因此斷路器CB1的開(kāi)斷能力需根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際變壓器低壓端的短路電流水平及耦合電抗器參數(shù)進(jìn)行選擇。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。