瞬變電抗式電網(wǎng)短路故障限流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及限流器，尤其是一種瞬變電抗式電網(wǎng)短路故障限流器。適用于電力系 統(tǒng)的短路安全保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，電力系統(tǒng)容量逐年增加，電網(wǎng)短路電流也隨之增大，目前已成為制約電網(wǎng) 運(yùn)行和發(fā)展的重要因素。因此，限制電力系統(tǒng)短路電流已成為一個正待解決的問題。
[0003] 故障限流器的開發(fā)研制，開辟了提高交流輸電線和輸電網(wǎng)運(yùn)行整體控制能力，為 高壓和超高壓輸電性能的創(chuàng)新改造指出了方向。
[0004] 故障限流器（FCL)早在70年代出現(xiàn)在國內(nèi)的文獻(xiàn)中，但真正受到重視和快速發(fā)展 是在柔性交流輸電技術(shù)提出以后，從近十年的發(fā)展來看可以將故障限流器分為兩大類：第 一類是采用功率電子器件控制線路阻抗的限流器，第二類就是采用具有特殊性質(zhì)的材料作 為限流器的基本組成部分。
[0005] 目前國內(nèi)外電力設(shè)備制造廠所能生產(chǎn)的大部分高壓斷路器中，電壓等級在500KV 及以上的額定短路開斷電流一般在63KA以下，很難滿足系統(tǒng)需要開斷較大短路電流的要 求，而且隨著電網(wǎng)容量的不斷擴(kuò)大和全國聯(lián)網(wǎng)的不斷加強(qiáng)，這種矛盾會越來越突出。盡管采 用改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的方法可以解決電網(wǎng)短路電流的抑制問題，但同時(shí)損害了電網(wǎng)運(yùn)行的靈活 性與經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也增加了不同段上母線負(fù)荷變化的調(diào)配難度。因此，如何限制系統(tǒng)短路故 障電流已成為現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展中所面臨的一個不可回避的重大技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題。
[0006] 電力系統(tǒng)短路故障對高壓電氣設(shè)備本身和系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有很大的危害性。短 路故障造成系統(tǒng)中巨大的功率分布的突變，發(fā)電機(jī)的輸出功率也相應(yīng)發(fā)生急劇變化。無論 在哪一點(diǎn)發(fā)生短路，均可能導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，危及大電網(wǎng)的 安全。
[0007] 目前電網(wǎng)對故障限流器的一般要求如下：
[0008] (1)正常運(yùn)行時(shí)，限流裝置呈低阻抗或零阻抗?fàn)顟B(tài)，系統(tǒng)的有功率和無功率損耗 小，對系統(tǒng)無任何影響（降為零）；
[0009] (2)故障發(fā)生后，裝置應(yīng)能在極短時(shí)間內(nèi)（25毫秒）動作，在故障電流到達(dá)第一個 峰值前有效限制短路電流；
[0010] (3)動作時(shí)不引起系統(tǒng)暫態(tài)振蕩、過電壓等副作用；
[0011] (4)設(shè)備的成本及運(yùn)行費(fèi)用低，可以承受的體積和重量，可靠性高，維修和維護(hù)費(fèi) 用低。
[0012] 現(xiàn)有故障限流器（FCL)技術(shù)主要有：
[0013] 1、串聯(lián)短路故障限流器；
[0014] 2、永磁飽和串聯(lián)短路電力電子限流器；
[0015] 3、氧化鋅式故障限流器；
[0016] 4、超導(dǎo)式故障限流器；
[0017] 據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行考察，現(xiàn)有的限流器技術(shù)均很難滿足在500KV以上及沖擊電流超過 80KA的沖擊水平。
[0018] 此外，大部分大容量500KV電壓等級限流器造價(jià)均超過8000萬元，這是限流器裝 置無法在工程中推行的另一個重要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種安全可靠，造價(jià)相對較低的大容量500KV 及以上電壓等級的瞬變電抗式電網(wǎng)短路故障限流器。
[0020] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：瞬變電抗式電網(wǎng)短路故障限流器，其特征在于：所 述限流器由電抗變壓器組件、滑動與接觸組件、金屬封閉罩、操作機(jī)構(gòu)和絕緣平臺組成，其 中：
[0021] 所述電抗變壓器組件由硅鋼片疊成回字形的鐵芯，鐵芯兩側(cè)為由裸銅線繞制而成 的串聯(lián)形式的線圈，鐵芯與裸銅線之間設(shè)有絕緣套管，裸銅線外露部分與絕緣套管外表面 齊平；
[0022] 所述滑動與接觸組件由滑動導(dǎo)電環(huán)、導(dǎo)電圓桶體、彈簧觸指、陶瓷滅弧環(huán)、導(dǎo)電滑 桿、分閘加速彈簧、合閘位導(dǎo)電底板和絕緣墊板組成，所述滑動導(dǎo)電環(huán)經(jīng)彈簧觸指可壓緊滑 動的套在絕緣套管外面，陶瓷滅弧環(huán)嵌于滑動導(dǎo)電環(huán)的下內(nèi)壁，導(dǎo)電圓桶體一端與滑動導(dǎo) 電環(huán)連接、另一端的底部沿口可分離的與合閘位導(dǎo)電底板接觸，該合閘位導(dǎo)電底板固定在 絕緣墊板上；所述導(dǎo)電滑桿滑動配合穿過滑動導(dǎo)電環(huán)，導(dǎo)電滑桿上端與電力進(jìn)線連接、下端 與合閘位導(dǎo)電底板相連并固定于絕緣墊板；
[0023] 所述操作機(jī)構(gòu)包括動力部分、絕緣拉桿和密封波紋管，絕緣拉桿一端與滑動導(dǎo)電 環(huán)連接、另一端連接于動力部分，絕緣拉桿外套有密封波紋管；
[0024] 上述電抗變壓器組件和滑動與接觸組件密封于金屬封閉罩內(nèi)，且除動力部分外的 其余部件均固定在平臺上，平臺由絕緣支柱支撐在地面上。
[0025] 所述合閘位導(dǎo)電底板呈圓環(huán)形，其上裝有緩沖裝置，緩沖裝置包括兩環(huán)導(dǎo)電板及 夾裝在兩環(huán)導(dǎo)電板之間的彈簧。
[0026] 所述分閘加速彈簧經(jīng)吊板與鐵芯固定。
[0027] 所述滑動導(dǎo)電環(huán)從合閘位至分閘位的行程范圍為0. 5~lm。
[0028] 所述金屬封閉罩采用不銹鋼材料，厚度為2. 5~4_，箱體內(nèi)抽真空或充滿六氟化 硫氣體。
[0029] 本發(fā)明的有益效果是：本限流器正常運(yùn)行時(shí)限流器的阻撓基本于零，裝置萬一發(fā) 出錯誤動作時(shí)，串入系統(tǒng)的阻抗值僅為1~2 Ω左右，電壓約降為35KV~40KV，只占總電壓 的8%左右，幾乎對系統(tǒng)沒有產(chǎn)生影響；而在發(fā)生短路故障時(shí)，可抬高500KV母線上的電壓 值約120KV~160KV，非常有利短路點(diǎn)故障電流的限制和恢復(fù)系統(tǒng)的電壓水平。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖2是圖1中表示有彈簧觸指的剖視圖。
[0032] 圖3是圖1中表示鐵芯、線圈、導(dǎo)電滑桿和絕緣拉桿位置的剖視圖。
[0033] 圖4是本發(fā)明中鐵芯、滑動與接觸組件的豎向剖視圖。
[0034] 圖5是本發(fā)明中電抗變壓器組件的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 參見圖1~5,本實(shí)施例瞬變電抗式電網(wǎng)短路故障限流器包括電抗變壓器組件1、 滑動與接觸組件2、金屬封閉罩3、操作機(jī)構(gòu)4和絕緣平臺5組成，其中：
[0036] 所述電抗變壓器組件1由硅鋼片疊成回字形的鐵芯1 一 1(如圖1、圖4、圖5)，鐵 芯兩側(cè)采用裸銅線1 一 2繞制成串聯(lián)形式的線圈（本例有兩個串聯(lián)的線圈），鐵芯與裸銅線 之間設(shè)有絕緣套管1 一 3,絕緣套管上制有螺旋形的凹槽，裸銅線嵌入凹槽內(nèi)，并使裸銅線 外露部分與絕緣套管外表面齊平。
[0037] 所述滑動與接觸組件2由滑動導(dǎo)電環(huán)2 - 0、導(dǎo)電圓桶體2 - 1、彈簧觸指2 - 2、 陶瓷滅弧環(huán)2 - 3、導(dǎo)電滑桿2 - 4、分閘加速彈簧2 - 5、合閘位導(dǎo)電底板2 - 7和絕緣墊 板2 - 8組成（如圖1~4)。所述滑動導(dǎo)電環(huán)2 - 0經(jīng)彈簧觸指2 - 2 (提供徑向的彈力） 可壓緊滑動的套在絕緣套管1 一 3外面，陶瓷滅弧環(huán)2 - 3嵌于滑動導(dǎo)電環(huán)2 - 0的下端內(nèi) 壁（與線圈應(yīng)貼合且可滑動）；導(dǎo)電圓桶體2 - 1上端與滑動導(dǎo)電環(huán)2 - 0焊接固定，另一 端可分離的與合閘位導(dǎo)電底板2 - 7接觸，該合閘位導(dǎo)電底板2 - 7固定在絕緣墊板2 - 8 上?；瑒訉?dǎo)電環(huán)2 - 0上開有圓孔，所述導(dǎo)電滑桿2 - 4穿過該圓孔并與底部的絕緣墊板 2 - 8固定，導(dǎo)電滑桿2 - 4上端與電力進(jìn)線側(cè)連接，下端與合閘位導(dǎo)電底板2 - 7相連，合 閘位導(dǎo)電底板接出線側(cè)。
[0038] 如圖4所示，本例的合閘位導(dǎo)電底板2 - 7呈圓環(huán)形，為減小合閘時(shí)的沖擊力，在 合閘位導(dǎo)電底板2 - 7上安裝一緩沖裝置，該緩沖裝置包括兩塊環(huán)形的銅導(dǎo)電板及夾在兩 塊導(dǎo)電板之間的螺旋彈簧，彈簧6的數(shù)量按設(shè)計(jì)均布于兩導(dǎo)電板間，導(dǎo)電板與彈簧之間、及 下導(dǎo)電板與合閘位導(dǎo)電底板2 - 7均采用焊接連接。
[0039] 所述分兩加速彈黃2 - 5通過吊板2 - 9固定在鐵芯1 一 1上，可以是在吊板上 開孔與鐵芯焊接，也可以用機(jī)械連接方式與鐵芯上緣連接，當(dāng)然也可以做一個固定于絕緣 平臺5上的支架。
[0040] 所述滑動導(dǎo)電環(huán)2 - 0從合閘位至分閘位的行程范圍一般為0. 5~lm。
[0041 ] 所述操作機(jī)構(gòu)4包括動力部分4 一 1、絕緣拉桿4 一 2和密封波紋管4 一 3,絕緣 拉桿4 一 2 -端與滑動導(dǎo)電環(huán)2 - 0連接、另一端連接于動力部分4 一 1，絕緣拉桿外套有 密封波紋管4 一 3。所述動力部分4 一 1有多種市售產(chǎn)品可供選擇，如液壓操作機(jī)構(gòu)（西安 安高壓開關(guān)廠，型號CY-8A)、氣動操作機(jī)構(gòu)（西安安高壓開關(guān)廠，型號CQA-1)、彈簧型操作 機(jī)構(gòu)（福州第一開關(guān)廠，型號CT8-I)或電磁操作機(jī)構(gòu)等。絕緣拉桿4 一 2的數(shù)量可根據(jù)需 要設(shè)置兩根（呈180° )或四根（90°均布）。圖1僅為示意圖，簡化為安裝在一側(cè)線圈上 的滑動與接觸組件2。
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