限流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及限流裝置，更特別地，涉及使用超導(dǎo)體的限流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上提出的是使用布置在電力系統(tǒng)中的超導(dǎo)體的限流裝置（參見例如日本專 利特許公開N〇9-130966(PTD1))。PTD 1的圖6公開了一種限流裝置，該限流裝置包括：限 流元件，其包括超導(dǎo)體；限流電抗器，其與限流元件并聯(lián)連接。在這種限流裝置中，由于因故 障等造成的過大電流，導(dǎo)致限流元件中的超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成通常導(dǎo)電狀態(tài)（失超），因此，電阻 變高并且出現(xiàn)電流換向至限流電抗器。結(jié)果，在限流電抗器中產(chǎn)生限流阻抗并且可限制過 大電流。
[0003] 引用列表
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] PTDl :日本專利特許公開No. 9-130966

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題
[0007] 然而，在上述的傳統(tǒng)限流裝置中，電流可在限流操作期間流過限流電抗器和限流 元件。因此，存在的問題是，由限流元件中的超導(dǎo)體消耗的能量增加，這樣使限流元件恢復(fù) 的時(shí)間延長(zhǎng)。
[0008] 本發(fā)明致力于解決上述問題并且本發(fā)明的目的是提供從限流操作到恢復(fù)的時(shí)間 可縮短的限流裝置。
[0009] 問題的解決方案
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一種限流裝置是使用超導(dǎo)體執(zhí)行限流操作的限流裝置，所述限流裝 置包括：包括超導(dǎo)體的超導(dǎo)限流元件；電容器；電抗器和旁路開關(guān)。電容器與超導(dǎo)限流元件 串聯(lián)連接。電抗器還與包括超導(dǎo)限流元件和電容器的串聯(lián)電路串聯(lián)連接。旁路開關(guān)與包括 超導(dǎo)限流元件和電容器的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
[0011] 據(jù)此，當(dāng)過大電流流過限流裝置時(shí)，超導(dǎo)限流元件中的超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成通常導(dǎo)電狀 態(tài)。另外，通過導(dǎo)通旁路開關(guān)，電流可流動(dòng)，以旁路超導(dǎo)限流元件。因此，限流操作期間的超 導(dǎo)限流元件中的能耗可充分降低。結(jié)果，從限流操作到恢復(fù)的時(shí)間可被縮短。
[0012] 限流裝置中的電抗器具有作為限流電抗器的功能。與電抗器串聯(lián)連接的電容器用 于通過LC諧振消除上述電抗器的電感（L)，從而實(shí)現(xiàn)正常狀態(tài)下的限流裝置的較低阻抗。 當(dāng)由于故障等而導(dǎo)致過大電流流過限流裝置時(shí)，超導(dǎo)限流元件如上所述高速地自發(fā)轉(zhuǎn)變成 通常導(dǎo)電狀態(tài)。因此，即使旁路開關(guān)的操作時(shí)序滯后于上述限流操作，可以可靠地防止過大 負(fù)荷（過大電壓）被施加到電容器的端子之間。此外，通過如上所述使用超導(dǎo)限流元件，因 旁路開關(guān)的操作時(shí)序延遲造成的通過電流的瞬態(tài)分量也可被抑制。
[0013] 另外，當(dāng)如上所述過大電流流過限流裝置時(shí)，超導(dǎo)限流元件高速轉(zhuǎn)變成通常導(dǎo)電 狀態(tài)，因此，流過電容器的電流被轉(zhuǎn)向旁路開關(guān)所處的并聯(lián)電路。因此，流過包括電抗器和 電容器的串聯(lián)電路的電流不再流動(dòng)，因此，不再出現(xiàn)消除電抗器的電感的LC諧振。因此，能 夠通過電抗器的阻抗（限流阻抗）限制過電流。
[0014] 本發(fā)明的有利效果
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，可提供從限流操作到恢復(fù)的時(shí)間可縮短的限流裝置。
【附圖說明】
[0016] 圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的限流裝置的第一實(shí)施例的電路圖。
[0017] 圖2是描述根據(jù)本發(fā)明的限流裝置的第二實(shí)施例的電路圖。
[0018] 圖3是示出被研究模型系統(tǒng)的示意圖。
[0019] 圖4是描述比較例的限流裝置的電路圖。
[0020] 圖5是示出關(guān)于本發(fā)明的實(shí)例的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0021] 圖6是示出關(guān)于本發(fā)明的實(shí)例的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0022] 圖7是示出關(guān)于本發(fā)明的實(shí)例的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0023] 圖8是示出關(guān)于比較例的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0024] 圖9是示出關(guān)于比較例的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0025] 圖10是示出關(guān)于比較例的模擬結(jié)果的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在下面的附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)被分 派給相同或?qū)?yīng)的部分，將不再重復(fù)對(duì)其的描述。
[0027] (第一實(shí)施例）
[0028] 將參照?qǐng)D1描述根據(jù)本發(fā)明的限流裝置。根據(jù)本發(fā)明的限流裝置10包括串聯(lián)電 容器1、超導(dǎo)限流元件8、限流電抗器6、晶閘管開關(guān)4、電流抑制電路和控制電路5。電流抑 制電路由抑制電抗器2和抑制電阻器9形成。超導(dǎo)限流元件8連接到串聯(lián)電容器1。在與 串聯(lián)電容器1的連接側(cè)相反的一側(cè)，超導(dǎo)限流元件8連接到限流電抗器6。包括晶閘管開關(guān) 4、抑制電抗器2和抑制電阻器9的并聯(lián)電路被形成為與由串聯(lián)電容器1和超導(dǎo)限流元件8 形成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。這個(gè)并聯(lián)電路與由超導(dǎo)限流元件8和串聯(lián)電容器1形成的上述 串聯(lián)電路連接于連接點(diǎn)21、22。在并聯(lián)電路中，抑制電抗器2和抑制電阻器9并聯(lián)連接，并 且晶閘管開關(guān)4串聯(lián)連接到并聯(lián)連接的這些抑制電抗器2和抑制電阻器9?？刂齐娐?連 接到晶閘管開關(guān)4。
[0029] 根據(jù)如上所述構(gòu)造的限流裝置10,當(dāng)由于其內(nèi)布置限流裝置10的電力系統(tǒng)中的 故障等而導(dǎo)致過大電流流過限流裝置10時(shí)，超導(dǎo)限流元件8失超，因此快速且自發(fā)地執(zhí)行 限流操作。因此，可以可靠地抑制向串聯(lián)電容器1的端子之間施加過電壓。另外，在上述限 流操作之后，包括晶閘管開關(guān)4的并聯(lián)電路允許電流流動(dòng)以旁路超導(dǎo)限流元件8。因此，可 通過限流電抗器6中的限流阻抗限制過電流，并且超導(dǎo)限流元件8中產(chǎn)生的消耗的熱能可 減少。結(jié)果，超導(dǎo)限流元件8的高速恢復(fù)變得可能。另外，并聯(lián)電路中布置的抑制電抗器2 和抑制電阻器9的并聯(lián)連接的一部分是電流抑制電路并且具有在旁路開關(guān)操作期間抑制 來自電容器的放電電流的功能。
[0030] (第二實(shí)施例）
[0031] 參照?qǐng)D2,將描述根據(jù)本發(fā)明的限流裝置的第二實(shí)施例。
[0032] 參照?qǐng)D2,限流裝置10基本上具有與圖1中示出的限流裝置10的結(jié)構(gòu)類似的結(jié) 構(gòu)。然而，在并聯(lián)電路的構(gòu)造方面，限流裝置10不同于圖1中示出的限流裝置10。具體地， 在圖2中示出的限流裝置10中，抑制電阻器9和抑制電抗器2沒有布置在并聯(lián)電路中并 且只有晶閘管開關(guān)4布置在并聯(lián)電路中。根據(jù)也具有這種結(jié)構(gòu)的限流裝置10,串聯(lián)電容器 1的端子之間的過電壓可被抑制，在限流操作期間在超導(dǎo)限流元件8中產(chǎn)生的熱能可減少， 因此，高速恢復(fù)變得可能，類似于圖1中示出的限流裝置10。
[0033] 下文中，將描述本發(fā)明的特性構(gòu)造，盡管上述實(shí)施例中已經(jīng)描述了其中一些。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的限流裝置10是使用超導(dǎo)體執(zhí)行限流操作的限流裝置10,限流裝置 10包括具有超導(dǎo)體的超導(dǎo)限流元件8、電容器（串聯(lián)電容器1)、電抗器（限流電抗器6)和 旁路開關(guān)（晶閘管開關(guān)4)。串聯(lián)電容器1串聯(lián)連接到超導(dǎo)限流元件8。限流電抗器6還與 包括超導(dǎo)限流元件8和串聯(lián)電容器1的串聯(lián)電路串聯(lián)連接。晶閘管開關(guān)4并聯(lián)連接到上述 的串聯(lián)電路。
[0035] 據(jù)此，當(dāng)過大電流流過限流裝置10時(shí)，超導(dǎo)限流元件8中的超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成通常導(dǎo) 電狀態(tài)。另外，通過導(dǎo)通晶閘管開關(guān)4,電流可流動(dòng)以旁路超導(dǎo)限流元件8。因此，超導(dǎo)限流 元件8在限流期間的耗能可充分降低。結(jié)果，從限流操作到恢復(fù)的時(shí)間可縮短。
[0036] 限流裝置10中的限流電抗器6具有作為限流元件的功能。與限流電抗器6串聯(lián) 連接的串聯(lián)電容器1是為了通過LC諧振消除上述限流電抗器6的電感（L)，從而實(shí)現(xiàn)正常 狀態(tài)下限流裝置10的較低阻抗。當(dāng)由于故障等而導(dǎo)致過大電流流過限流裝置10時(shí)，超導(dǎo) 限流元件8如上所述以高速自發(fā)轉(zhuǎn)變成通常導(dǎo)電狀態(tài)。因此，即使晶閘管開關(guān)4的操作時(shí) 序落后于上述限流操作，也可穩(wěn)定地防止過大負(fù)荷（過大電壓）施加到串聯(lián)電容器1的端 子之間。此外，通過如上所述使用超導(dǎo)限流元件8,也可抑制因晶閘管開關(guān)4的操作時(shí)序中 的延遲造成的通過電流的瞬態(tài)分量。
[0037] 另外，當(dāng)如上所述過大電流流過限流裝置10時(shí)，超導(dǎo)限流元件8如上所述高速轉(zhuǎn) 變成正常導(dǎo)通裝填，因此，已經(jīng)流過串聯(lián)電容器1的電流被轉(zhuǎn)向晶閘管開關(guān)4所在的并聯(lián)電 路。因此，流過包括限流電抗器6和串聯(lián)電容器1的電流不再流動(dòng)，因此，不再出現(xiàn)已經(jīng)消 除限流電抗器6的電感的LC諧振。因此，可通過限流電抗器6的阻抗（限流阻抗）限制過 電流。
[0038] 在上述限流裝置10中，旁路開關(guān)可包括晶閘管開關(guān)4。
[0039] 在上述限流裝置10中，旁路開關(guān)可包括與晶閘管開關(guān)4不同的其它類型的打開/ 關(guān)閉裝置。例如，使用自激勵(lì)元件的半導(dǎo)體開關(guān)、機(jī)械打開/關(guān)閉裝置等可被用作旁路開 關(guān)。
[0040] 上述限流裝置10還可包括與旁路開關(guān)串聯(lián)連接的電流抑制電路。如圖1中所示 具有并聯(lián)連接的抑制電阻器9和抑制電抗器2 (線圈）的電路可以例如被用作電流抑制電 路。
[0041] (實(shí)驗(yàn)實(shí)例）
[0042] 如下執(zhí)行模擬，以檢驗(yàn)本發(fā)明的效果。
[0043] 〈模擬條件〉
[0044] (1)關(guān)于用于模擬的模型系統(tǒng)
[0045] 參照?qǐng)D3,模擬中研究的模型系統(tǒng)是通過變壓器15從電源14傳輸電力的系統(tǒng)，假 設(shè)新電源13布置在變壓器15的次級(jí)總線中的情況。變壓器次級(jí)總線12的額定電壓被設(shè) 定為77kV。使用均具有額定容量250MVA的三