本實用新型涉及電力系統(tǒng)技術領域，尤其涉及一種電網(wǎng)短路限流裝置。

背景技術：

隨著電力負荷的迅速增長，用戶對供電質量的可靠性等也提出了越來越高的要求，而現(xiàn)代電網(wǎng)的規(guī)模日益擴大，也導致了電網(wǎng)中系統(tǒng)短路電流故障問題越來越嚴峻。當電網(wǎng)中短路電流超標時，則會嚴重危害電網(wǎng)的安全運行，而一旦故障后因短路電流過高會導致斷路器或其他開關不能滅弧，引起故障延遲清除或者設備爆炸等，甚至將可能引發(fā)連鎖故障導致大面積停電，因此短路電流防治問題已經(jīng)成為現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關鍵問題。

目前抑制、降低電網(wǎng)短路電流的方法主要如下所示：

1）改造電網(wǎng)中現(xiàn)有設備，如斷路器、變壓器等。常用的如加大斷路器的容量，提高斷路器的開斷電流，或采用高阻抗變壓器，增加變壓器兩側元器件之間的電氣距離；該類方法在理論是可行的，但是如超大容量、超大短路電流的斷路器目前技術并不成熟，且價格昂貴、設備體積大、投資成本高，因而在具體工程或者設備中實際很難實現(xiàn)，又如高阻抗的變壓器則會使系統(tǒng)的損耗增大，降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定能力，實際并不宜采用；

2）加裝串聯(lián)設備以抑制短路電流。如在系統(tǒng)中單純加裝串聯(lián)電抗器或其他設備，以通過增加系統(tǒng)的回路阻抗，降低故障后流經(jīng)該回路的短路電流，進而達到抑制系統(tǒng)短路電流的目的；但是該類方法會增加系統(tǒng)中的損耗，且會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生諧波電流，造成電磁污染嚴重等問題；

3）采用多母線運行或者母線分段運行等方法。該類方式對降低系統(tǒng)短路電流有較為明顯的作用，是目前一種比較可行的方法；但是電網(wǎng)具有特殊的接線和運行方式，該類方法會使得對電網(wǎng)的運行管理和操作不變，降低系統(tǒng)的安全運行裕度，同時限制了運行操作范圍和事故處理能力。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種能夠抑制電網(wǎng)短路電流，且結構簡單、所需成本低、響應速度快、損耗及諧波污染小、安全可靠的電網(wǎng)短路限流裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為：

一種電網(wǎng)短路限流裝置，包括晶閘管模塊以及限流電抗器模塊，所述晶閘管模塊與所述限流電抗器模塊并聯(lián)連接，所述限流電抗器模塊包括限流電抗器，當電網(wǎng)正常運行時，所述晶閘管模塊導通；當電網(wǎng)發(fā)生短路時，所述晶閘管模塊關斷、以及所述限流電抗器模塊接入。

作為本實用新型的進一步改進：所述晶閘管模塊包括由兩個反并聯(lián)連接的晶閘管構成的晶閘管閥組SCR。

作為本實用新型的進一步改進：所述晶閘管模塊具體為由兩組以上所述晶閘管閥組SCR串聯(lián)構成。

作為本實用新型的進一步改進：所述晶閘管模塊的輸入端、輸出端設置有隔離開關GK。

一種電網(wǎng)短路限流裝置，包括晶閘管模塊以及限流電抗器模塊，所述晶閘管模塊與所述限流電抗器模塊并聯(lián)連接后連接至變電所中總降壓變壓器的低壓側，所述限流電抗器模塊包括限流電抗器，當電網(wǎng)正常運行時，所述晶閘管模塊導通；當電網(wǎng)發(fā)生短路時，所述晶閘管模塊關斷、以及所述限流電抗器模塊接入。

作為本實用新型的進一步改進：所述晶閘管模塊與所述限流電抗器模塊并聯(lián)連接后，通過斷路器與所述總降壓變壓器的低壓側連接。

作為本實用新型的進一步改進：所述晶閘管模塊包括由兩個反并聯(lián)連接的晶閘管構成的晶閘管閥組SCR。

作為本實用新型的進一步改進：所述晶閘管模塊具體為由兩組以上所述晶閘管閥組SCR串聯(lián)構成。

作為本實用新型的進一步改進：所述晶閘管模塊的輸入端、輸出端設置有隔離開關GK。

作為本實用新型的進一步改進：還包括用于對所述晶閘管模塊進行散熱的水冷散熱模塊。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于：本實用新型電網(wǎng)短路限流裝置包括晶閘管模塊以及限流電抗器模塊，通過晶閘管模塊作為旁路開關，響應速度快、成本低，且在電網(wǎng)正常運行時，晶閘管模塊導通，限流電抗器模塊上的電流、有功、無功損耗為零，可以在電網(wǎng)正常運行時減小損耗、運行成本且無諧波污染；當電網(wǎng)發(fā)生短路時，晶閘管模塊停止導通，電流從限流電抗器模塊流通，加大了系統(tǒng)短路阻抗，可以抑制或降低短路電流，維持電網(wǎng)正常運行。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1電網(wǎng)短路限流裝置的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例2電網(wǎng)短路限流裝置的結構示意圖。

圖例說明：1、晶閘管模塊；2、限流電抗器模塊。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本實用新型作進一步描述，但并不因此而限制本實用新型的保護范圍。

實施例1：

如圖1所示，本實施例電網(wǎng)短路限流裝置包括晶閘管模塊1以及限流電抗器模塊2，晶閘管模塊1與限流電抗器模塊2并聯(lián)連接，限流電抗器模塊2包括限流電抗器L，當電網(wǎng)正常運行時，晶閘管模塊1導通；當電網(wǎng)發(fā)生短路時，晶閘管模塊1關斷、以及限流電抗器模塊2接入。

本實施例上述電網(wǎng)短路限流裝置具體應用于10kV電網(wǎng)中，以抑制或降低10kV電網(wǎng)的短路電流；通過晶閘管模塊1作為旁路開關，響應速度快、成本低，且在電網(wǎng)正常運行時，晶閘管模塊1導通，以旁路限流電抗器模塊2，負載電流從晶閘管模塊1流通，此時限流電抗器模塊2上的電流、有功、無功損耗降為零，從而可以在電網(wǎng)正常運行時減小損耗、運行成本且無諧波污染；當電網(wǎng)發(fā)生短路時，晶閘管模塊1迅速關斷、停止導通，電流迅速從限流電抗器模塊2流通，此時加大了系統(tǒng)短路阻抗，可以抑制或降低短路電流，使得通過負荷側斷路器可以可靠的切除故障，從而維持電網(wǎng)正常運行，避免造成跳閘停電事故等。

本實施例中，晶閘管模塊1包括由兩個反并聯(lián)連接的晶閘管構成的晶閘管閥組SCR，晶閘管閥組SCR具體為兩組以上，即晶閘管模塊1為由兩組以上晶閘管閥組SCR串聯(lián)構成。本實施例晶閘管閥組SCR為高壓晶閘管閥組，單只晶閘管的斷態(tài)和反向重復峰值電壓為6500V，則對于10kV電網(wǎng)需要5組上述晶閘管閥組SCR串聯(lián)構成晶閘管模塊1。為保證電網(wǎng)可靠性，本實施例進一步采用冗余設計，晶閘管模塊1由6組上述晶閘管閥組SCR串聯(lián)構成。晶閘管閥組SCR的設置可具體根據(jù)實際需求設定。

本實施例上述電網(wǎng)短路限流裝置，由于電網(wǎng)正常運行時晶閘管模塊1需長時間全導通，晶閘管模塊1中晶閘管具體選取具有以下參數(shù)特性的晶閘管：

①晶閘管的通態(tài)平均電流大于所接入電路的輸出電流1.5倍以上裕量；

②因10kV系統(tǒng)短路電流一般在30kA以下，為保證安全可靠，晶閘管的通態(tài)不重復浪涌電流為50kA以上；

③當10kV電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，需要在10ms甚至更短時間內(nèi)將晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖，以將整個串聯(lián)晶閘管迅速關斷，因此晶閘管主電流的峰值檢測、計算以及時間精度高且快速。

晶閘管模塊1中晶閘管具體可根據(jù)實際需求選取。

本實施例中，還包括用于對晶閘管模塊1進行散熱的水冷散熱模塊。晶閘管的散熱不適宜采用風冷形式，本實施例采用水冷散熱方式對晶閘管模塊1中晶閘管進行有效散熱。

本實施例中，晶閘管模塊1的輸入端、輸出端設置有隔離開關GK，以方便進行安全檢修。

本實施例中電網(wǎng)短路限流裝置的輸入端還設置有電流傳感器TA，以檢測接入的電流。

實施例2：

如圖2所示，本實施例電網(wǎng)短路限流裝置包括晶閘管模塊1以及限流電抗器模塊2，晶閘管模塊1與限流電抗器模塊2并聯(lián)連接后連接至變電所中總降壓變壓器TM的低壓側，限流電抗器模塊2包括限流電抗器L，當電網(wǎng)正常運行時，晶閘管模塊1導通；當電網(wǎng)發(fā)生短路時，晶閘管模塊1關斷、以及限流電抗器模塊2接入。

在110/10kV或35/10kV變電所中，運行中因下游增加負荷會導致系統(tǒng)10kV短路電流超標，使得部分開關存在開斷能力不足等風險。本實施例具體在110或35/10kV總降壓變壓器TM的低壓側串聯(lián)電網(wǎng)短路限流裝置，電網(wǎng)短路限流裝置的結構與實施例1相同，能夠抑制或減少10kV變電所中的短路電流，解決10kV變電所短路電流超標問題。

與傳統(tǒng)的在變電所總降壓變壓器低壓側單純增加電抗器相比，本實施例通過晶閘管模塊1作為旁路開關，響應速度快、成本低，且在電網(wǎng)正常運行時，晶閘管模塊1導通，以旁路限流電抗器模塊2，負載電流從晶閘管模塊1流通，此時限流電抗器模塊2上的電流、有功、無功損耗降為零，從而可以在電網(wǎng)正常運行時減小損耗、運行成本且無諧波污染；當電網(wǎng)發(fā)生短路時，晶閘管模塊1迅速關斷、停止導通，電流迅速從限流電抗器模塊2流通，此時加大了系統(tǒng)短路阻抗，可以抑制或降低短路電流，使得通過負荷側斷路器可以可靠的切除故障，從而維持電網(wǎng)正常運行，避免造成跳閘停電事故等。

本實施例中，晶閘管模塊1與限流電抗器模塊2并聯(lián)連接后，通過斷路器QF與總降壓變壓器的低壓側連接。

本實施例中，晶閘管模塊1包括由兩個反并聯(lián)連接的晶閘管構成的晶閘管閥組SCR，晶閘管閥組SCR具體為兩組以上，即晶閘管模塊1為由兩組以上晶閘管閥組SCR串聯(lián)構成。本實施例晶閘管閥組SCR為高壓晶閘管閥組，單只晶閘管的斷態(tài)和反向重復峰值電壓為6500V，則對于10kV電網(wǎng)需要5組上述晶閘管閥組SCR串聯(lián)構成晶閘管模塊1。為保證電網(wǎng)可靠性，本實施例進一步采用冗余設計，晶閘管模塊1由6組上述晶閘管閥組SCR串聯(lián)構成。晶閘管閥組SCR的設置可具體根據(jù)實際需求設定。

本實施例上述電網(wǎng)短路限流裝置，由于電網(wǎng)正常運行時晶閘管模塊1需長時間全導通，晶閘管模塊1中晶閘管具體選取具有以下參數(shù)特性的晶閘管：

①晶閘管通態(tài)平均電流為大于所接入110或35/10kV總降壓變壓器輸出電流的1.5倍以上裕量；

②因10kV系統(tǒng)短路電流一般在30kA以下，為保證安全可靠，晶閘管的通態(tài)不重復浪涌電流為50kA以上；

③當10kV電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，需要在10ms甚至更短時間內(nèi)將晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖，以將整個串聯(lián)晶閘管迅速關斷，因此晶閘管主電流的峰值檢測、計算以及時間精度高且快速。

晶閘管模塊1中晶閘管具體可根據(jù)實際需求選取。

本實施例中，晶閘管模塊1的輸入端、輸出端設置有隔離開關GK，以方便進行安全檢修。

本實施例中，還包括用于對晶閘管模塊1進行散熱的水冷散熱模塊。晶閘管的散熱不適宜采用風冷形式，本實施例采用水冷散熱方式對晶閘管進行有效散熱。

本實施例中電網(wǎng)短路限流裝置的輸入端還設置有電流傳感器TA，以檢測接入的電流；輸出端通過斷路器1QF連接各負載。

上述只是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本實用新型技術方案保護的范圍內(nèi)。