專利名稱：一種可靠性高的短路電流限制器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)送變電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可靠性高的短路電流限制器及其方法。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，發(fā)電容量的不斷上升，電力系統(tǒng)發(fā)生短路引起的短路電流很大。電力系統(tǒng)發(fā)生短路引起的短路電流對電力系統(tǒng)的危害是很大的。因此，減小短路電流，可減小電力設(shè)備在短路時(shí)的損害程度，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近年來研究限制短路電流的方法與裝置(也稱短路電流限制器)成為熱門課題。已經(jīng)有許多短路電流限制器新原理被提出來，但都存在各種問題。飽和電抗型短路電流限制器是一種重要研究方向，美國專利USP04031457，4122385，4152637， 20090021875A1 ；中國專利2004100802846 “一種故障電流限制器”都是飽和電抗型短路電流限制器，這些發(fā)明各具特點(diǎn)，但綜合性能與效果不夠好。特別是，直流電路及其控制方法復(fù)雜、不可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種綜合性能較好、直流電路及其控制方法簡單、可靠性高的短路電流限制器及其方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種可靠性高的短路電流限制器，它包括一個(gè)飽和電抗器，飽和電抗器有四個(gè)端子；交流線圈組端子I和交流線圈組端子II連接飽和電抗器內(nèi)部交流線圈組，提供交流電流通路；直流線圈組端子I和直流線圈組端子II連接飽和電抗器內(nèi)部直流線圈組，提供直流電流通路；交流線圈組與直流線圈組通過飽和電抗器內(nèi)部的閉環(huán)鐵芯相互作用；一套全橋整流電路；整流電路的兩個(gè)輸入端與飽和電抗器的交流線圈組串行連接；全橋整流電路輸出端與直流線圈組串行連接，并形成直流環(huán)路；在全橋整流電路的輸入端之間反向并聯(lián)晶閘管D5與晶閘管D6 ；兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管由控制模塊控制；控制模塊有兩個(gè)輸入端子連接晶閘管D5與晶閘管D6的兩端，獲得晶閘管D5與晶閘管D6正極與負(fù)極之間的電壓；控制模塊另兩個(gè)輸入端子通過電壓互感器與交流線圈組的兩個(gè)端子連接，獲得交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓；控制模塊還有兩個(gè)輸出端子分別與晶閘管D5、晶閘管D6的觸發(fā)端連接，分別控制晶閘管D5、晶閘管D6的導(dǎo)通狀態(tài)；控制模塊在晶閘管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊與晶閘管D5 觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶閘管D5截止；在晶閘管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊與晶間管D5觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶間管D5 在該時(shí)刻正向?qū)?，直至反向電壓到來后截止。控制模塊在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊與晶間管D6觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶間管D6截止；在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊與晶閘管D6觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶閘管D6在該時(shí)刻正向?qū)?，直至反向電壓到來后截止。所述控制模塊在晶閘管D5或晶閘管D6兩端電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的一段時(shí)間內(nèi)，又檢測到交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值，控制模塊發(fā)出觸發(fā)脈沖，使晶閘管D5和晶閘管D6在交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值期間全導(dǎo)通；控制模塊得到停止指令，停止發(fā)出觸發(fā)脈沖。所述直流線圈組端子I和直流線圈組端子II間并聯(lián)電容Cl、壓敏電阻Rl和大功率穩(wěn)壓管D7。所述交流線圈組為飽和電抗器鐵芯上的交流線圈Li、L4，所述直流線圈組為直流線圈L2、L5。一種可靠性高的短路電流限制器的限流方法，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，輸電回路電流給飽和電抗器直流線圈組提供直流電流；飽和電抗器兩側(cè)鐵芯處于飽和狀態(tài)，飽和電抗器交流線圈組對輸電回路的阻抗很小，不會(huì)影響負(fù)載的用電；當(dāng)輸電回路發(fā)生短路故障，流過短路電流限制器的電流開始增大，先執(zhí)行晶閘管 D5或晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值作為控制模塊發(fā)出觸發(fā)脈沖使晶閘管D5或晶閘管D6部分導(dǎo)通的第一判據(jù)，然后執(zhí)行交流線圈組兩個(gè)輸出端子之間的電壓大于設(shè)定值作為控制模塊發(fā)出觸發(fā)脈沖使晶閘管D5和晶閘管D6全導(dǎo)通的第二判據(jù)，根據(jù)輸電線路自動(dòng)重合閘時(shí)間自動(dòng)切斷第二判據(jù)；如果電力系統(tǒng)故障為瞬時(shí)性故障，第一判據(jù)不動(dòng)作，電力系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行；如果電力系統(tǒng)故障為永久性故障，第一判據(jù)仍然動(dòng)作，可靠性高的短路電流限制器限制短路電流，由電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置有選擇性地切除故障。所述控制模塊在晶閘管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊與晶閘管D5觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶間管D5截止；在晶間管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊與晶間管D5觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶閘管D5在該時(shí)刻正向?qū)?，直至反向電壓到來后截止。然后進(jìn)入下一個(gè)周波，如此反復(fù)進(jìn)行。控制模塊在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊與晶閘管D6觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶閘管D6截止；在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊與晶間管D6觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶間管D6在該時(shí)刻正向?qū)?，直至反向電壓到來后截止。然后進(jìn)入下一個(gè)周波，如此反復(fù)進(jìn)行。所述晶閘管D5或晶閘管D6兩端正向電壓設(shè)定值為輸電回路最大負(fù)荷電流通過飽和電抗器時(shí)在全橋整流電路輸入端產(chǎn)生的壓降，再乘以大于1的可靠系數(shù)。所述控制模塊在晶閘管D5或晶閘管D6兩端電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的一段時(shí)間內(nèi)，又檢測到交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值，控制模塊發(fā)出觸發(fā)脈沖，使晶閘管D5和晶間管D6在交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值期間全導(dǎo)通；控制模塊得到停止指令，停止發(fā)出觸發(fā)脈沖。所述交流線圈組兩個(gè)輸出端子之間的電壓設(shè)定值為輸電回路額定電壓乘以小于 1的可靠系數(shù)。本發(fā)明的有益效果是直流電路結(jié)構(gòu)及其控制方法簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠；短路電流限制器對于外部，只需要一個(gè)輸入端子和一個(gè)輸出端子，作為二端子器件使用，使用非常方便。作為二端子非線性器件，通過器件的電流小于額定電流值時(shí)，器件的電抗很小，不會(huì)影響輸電回路的供電能力；通過器件的電流大于額定值時(shí)，器件的電抗快速增大，裝置可以快速把短路電流限制到負(fù)荷電流數(shù)量級；短路對短路點(diǎn)周圍電力設(shè)備電壓的影響很小。短路點(diǎn)一旦消失，可靠性高的短路電流限制器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)輸電回路正常運(yùn)行；對于控制模塊可能的誤發(fā)晶閘管觸發(fā)脈沖，也只會(huì)影響半個(gè)周波的時(shí)間，影響較小，運(yùn)行可靠性高。


圖1表示一種可靠性高的短路電流限制器的結(jié)構(gòu)與連接方式。圖2表示一種飽和電抗器的主體結(jié)構(gòu)與連接方式。其中，1.輸入端子和交流線圈組端子I，2.交流線圈組端子II，3.直流線圈組端子 1,4.直流線圈組端子II，5.輸出端子，6.飽和電抗器，7.電壓互感器，8.控制模塊，9.飽和電抗器鐵芯。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。—種晶閘管控制的短路電流限制器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖1所示。一種晶閘管控制的短路電流限制器有一個(gè)飽和電抗器6，飽和電抗器6有四個(gè)端子，交流線圈組端子II、 交流線圈組端子112、直流線圈組端子13、直流線圈組端子114 ；交流線圈組端子Il和交流線圈組端子112連接飽和電抗器內(nèi)部交流線圈組，提供交流電流通路；直流線圈組端子13 和直流線圈組端子114連接飽和電抗器內(nèi)部直流線圈組，提供直流電流通路；交流線圈組與直流線圈組通過飽和電抗器內(nèi)部的閉環(huán)鐵芯9相互作用；一套由二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4組成的全橋整流電路；全橋整流電路的兩個(gè)輸入端與飽和電抗器的交流線圈組串行連接于裝置的輸入端子(即交流線圈組端子II)與輸出端子5 ；全橋整流電路輸出端與直流線圈組串行連接，并形成直流環(huán)路；在全橋整流電路的輸入端之間反向并聯(lián)晶閘管D5和晶閘管D6 ；兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管由控制模塊8控制；控制模塊8有兩個(gè)輸入端子連接晶閘管D5和晶閘管D6的兩端，獲得晶閘管D5和晶閘管D6正極和負(fù)極之間的電壓；控制模塊8的兩個(gè)輸入端子通過電壓互感器7與交流線圈組的兩個(gè)端子(交流線圈組端子II、交流線圈組端子11 連接，獲得交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓；控制模塊8還有兩個(gè)輸出端子分別與晶閘管D5、晶閘管D6的觸發(fā)端連接，分別控制晶閘管D5、晶閘管D6 的導(dǎo)通狀態(tài)。圖1所示飽和電抗器6為示意圖，可以實(shí)現(xiàn)飽和電抗器6功能的飽和電抗器種類很多，在專利文件公開的有一種磁飽和電抗器(專利號2010105840411)；—種飽和電抗器主體(專利號2011100207304)；一種更優(yōu)性能的飽和電抗器(專利號201110040卯41)；圖 2表示其中一種飽和電抗器的主體結(jié)構(gòu)與連接方式，其工作原理這里不再累贅。所述直流線圈組兩端(直流線圈組端子II、直流線圈組端子112)還并聯(lián)電容Cl、 壓敏電阻Rl和大功率穩(wěn)壓管D7。工作原理為普通知識，這里不再累贅。當(dāng)一種晶閘管控制的短路電流限制器投入正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)時(shí)，輸電回路電流給飽和電抗器直流線圈L2、L5提供直流電流。飽和電抗器兩側(cè)鐵芯始終處于飽和狀態(tài)，飽和電抗器交流線圈Li、L4對輸電回路的阻抗很小，不會(huì)影響負(fù)載的用電。
當(dāng)輸電回路發(fā)生短路故障，流過短路電流限制器的電流開始增大，控制模塊8檢測到電力系統(tǒng)短路發(fā)生，立即給晶閘管D5、D6發(fā)出導(dǎo)通命令；晶閘管D5、D6導(dǎo)通后，全橋整流電路兩端的電壓下降為晶閘管D5、D6的管壓降。飽和電抗器的直流線圈中的直流電流下降；飽和電抗器兩側(cè)鐵芯脫離飽和狀態(tài)，串聯(lián)在輸電回路中的飽和電抗器交流線圈Li、L4 的電抗快速變大，交流線圈Ll與L4兩端的電壓快速增大。流過交流線圈Ll與L4的電流被限制。為了提高綜合性能，本發(fā)明采取先執(zhí)行晶閘管D5或晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值作為控制模塊8發(fā)出觸發(fā)脈沖使晶間管D5和晶間管D6部分導(dǎo)通的第一判據(jù)，然后執(zhí)行交流線圈組兩個(gè)輸出端子之間的電壓大于設(shè)定值作為控制模塊8發(fā)出觸發(fā)脈沖使晶閘管D5和晶閘管D6全導(dǎo)通的第二判據(jù)，根據(jù)輸電線路自動(dòng)重合閘時(shí)間自動(dòng)切斷第二判據(jù)；如果電力系統(tǒng)故障為瞬時(shí)性故障，第一判據(jù)不動(dòng)作，電力系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行； 如果電力系統(tǒng)故障為永久性故障，第一判據(jù)仍然動(dòng)作，可靠性高的短路電流限制器限制短路電流，由電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置有選擇性地切除故障?？刂颇K8在晶閘管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊8與晶閘管 D5觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶間管D5截止；在晶間管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊8與晶閘管D5觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶閘管D5在該時(shí)刻正向?qū)?，直至反向電壓到來后截止。然后進(jìn)入下一個(gè)周波，如此反復(fù)進(jìn)行?？刂颇K8在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊8與晶閘管D6 觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶閘管D6截止；在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊8與晶閘管D6觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶閘管 D6在該時(shí)刻正向?qū)ǎ敝练聪螂妷旱絹砗蠼刂?。然后進(jìn)入下一個(gè)周波，如此反復(fù)進(jìn)行。所述晶閘管D5或晶閘管D6兩端正向電壓設(shè)定值為輸電回路最大負(fù)荷電流通過飽和電抗器時(shí)在全橋整流電路輸入端產(chǎn)生的壓降，再乘以大于1的可靠系數(shù)(例如1. 2)。這樣，當(dāng)一種晶閘管控制的短路電流限制器投入正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)時(shí)，流過直流線圈組的電流較小，全橋整流電路輸入端的電壓也比較小，小于設(shè)定值，晶閘管D5與晶閘管D6全關(guān)斷，短路電流限制器不影響輸送電能。當(dāng)輸電回路發(fā)生短路時(shí)，短路電流大于最大負(fù)荷電流，該電流經(jīng)全橋整流電路整流后流過直流線圈組，并在全橋整流電路輸入端產(chǎn)生壓降。該壓降大于晶閘管D5或晶閘管D6兩端正向電壓設(shè)定值時(shí)，晶閘管D5或晶閘管 D6在該時(shí)刻正向?qū)?，直至反向電壓到來后截止，然后進(jìn)入下一個(gè)周波，如此反復(fù)進(jìn)行。雖然，流入直流線圈組的是直流電流，但全橋整流電路輸入端的電壓是交流電壓。所以，控制模塊8控制晶閘管D5或晶閘管D6在半個(gè)周波內(nèi)部分導(dǎo)通，流入短路電流限制器直流線圈組的直流電流減小，短路電流限制器限制短路電流。這種控制策略的優(yōu)點(diǎn)是，短路點(diǎn)一旦消失，晶閘管D5或晶閘管D6立即關(guān)斷，輸電回路立即恢復(fù)正常運(yùn)行；對于控制模塊8可能的誤發(fā)晶閘管觸發(fā)脈沖，也只會(huì)影響半個(gè)周波的時(shí)間，影響較小。這種控制策略的缺點(diǎn)是，短路電流不能被限制到負(fù)荷電流以下。為了進(jìn)一步提高一種晶閘管控制的短路電流限制器的限流效果?？刂颇K在晶閘管D5或晶閘管D6兩端電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的一段時(shí)間內(nèi)，又檢測到交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值，控制模塊8發(fā)出觸發(fā)脈沖，使晶閘管D5和晶閘管D6在交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值期間全導(dǎo)通，直至交流線圈組兩個(gè)輸出端子之間的電壓小于設(shè)定值。交流線圈組兩個(gè)輸出端子之間的電壓設(shè)定值為輸電回路額定電壓乘以小于 1的可靠系數(shù)(例如0.7)。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，交流線圈組兩個(gè)輸出端子之間的電壓很低，控制模塊8不會(huì)發(fā)出觸發(fā)脈沖。電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障，控制模塊8首先因?yàn)槿珮蛘麟娐份斎攵说碾妷焊?，而觸發(fā)晶閘管D5和晶閘管D6 ；并引起交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓上升；交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值，控制模塊8發(fā)出觸發(fā)脈沖，使晶閘管 D5和晶閘管D6全導(dǎo)通。晶閘管D5和晶閘管D6全導(dǎo)通，表明這期間流入短路電流限制器直流線圈組的直流電流為零，短路電流限制器限制短路電流至最小值(交流線圈組的勵(lì)磁電流)。達(dá)到把短路電流限制到負(fù)荷電流數(shù)量級，短路對短路點(diǎn)周圍電力設(shè)備電壓的影響很小，飽和電抗器的開關(guān)特性得到充分利用的目的?？刂颇K8得到停止指令或者得到自動(dòng)重合間指令，停止發(fā)出觸發(fā)脈沖?？刂颇K8得到自動(dòng)重合閘指令，停止發(fā)出觸發(fā)脈沖后，如果電力系統(tǒng)故障為瞬時(shí)性故障，流過短路電流限制器的電流為負(fù)荷電流，晶閘管D5或晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值，第一判據(jù)不滿足動(dòng)作要求，不動(dòng)作，電力系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行；如果電力系統(tǒng)故障為永久性故障，流過短路電流限制器的電流為短路電流，晶閘管D5或晶閘管D6 兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值，第一判據(jù)仍然動(dòng)作，可靠性高的短路電流限制器限制短路電流，由電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置有選擇性地切除故障。通過獲取交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓的方法，可以達(dá)到發(fā)明的目的，且比較方便和可靠。實(shí)際上，不獲取交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓，通過增加邏輯電路等其他方法，也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，且可節(jié)省電壓互感器7，只是效果和可靠性差。由于可靠性高的短路電流限制器可以實(shí)現(xiàn)二端子器件，不需要外接設(shè)備，不需要外接控制電源，整流電路和控制電路中的電力電子元件電位差小，裝置電力電子電路的電磁工作環(huán)境較好，工作可靠性高，不易損壞。本發(fā)明的一種可靠性高的短路電流限制器及其方法可用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)制造，完全可以實(shí)現(xiàn)。有廣闊應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種可靠性高的短路電流限制器，其特征是，它包括一個(gè)飽和電抗器，飽和電抗器有四個(gè)端子；交流線圈組端子I和交流線圈組端子II連接飽和電抗器內(nèi)部交流線圈組，提供交流電流通路；直流線圈組端子I和直流線圈組端子II連接飽和電抗器內(nèi)部直流線圈組，提供直流電流通路；交流線圈組與直流線圈組通過飽和電抗器內(nèi)部的閉環(huán)鐵芯相互作用；一套全橋整流電路；整流電路的兩個(gè)輸入端與飽和電抗器的交流線圈組串行連接；全橋整流電路輸出端與直流線圈組串行連接，并形成直流環(huán)路；在全橋整流電路的輸入端之間反向并聯(lián)晶閘管D5與晶閘管D6 ；兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管由控制模塊控制；控制模塊有兩個(gè)輸入端子連接晶閘管D5與晶閘管D6的兩端，獲得晶閘管D5與晶閘管 D6正極與負(fù)極之間的電壓；控制模塊另兩個(gè)輸入端子通過電壓互感器與交流線圈組的兩個(gè)端子連接，獲得交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓；控制模塊還有兩個(gè)輸出端子分別與晶閘管D5、晶閘管D6的觸發(fā)端連接，分別控制晶閘管D5、晶閘管D6的導(dǎo)通狀態(tài)；控制模塊在晶閘管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊與晶閘管D5觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶閘管D5截止；在晶閘管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊與晶間管D5觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶間管D5在該時(shí)刻正向?qū)?，直至反向電壓到來后截止；控制模塊在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊與晶間管D6觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶間管D6截止；在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊與晶閘管D6觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶閘管D6在該時(shí)刻正向?qū)ǎ敝练聪螂妷旱絹砗蠼刂埂?br> 2.如權(quán)利要求1所述的可靠性高的短路電流限制器，其特征是，所述控制模塊在晶閘管D5或晶閘管D6兩端電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的一段時(shí)間內(nèi)，又檢測到交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值，控制模塊發(fā)出觸發(fā)脈沖，使晶閘管D5和晶閘管D6在交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值期間全導(dǎo)通；控制模塊得到停止指令，停止發(fā)出觸發(fā)脈沖。
3.如權(quán)利要求1所述的可靠性高的短路電流限制器，其特征是，所述直流線圈組端子I 和直流線圈組端子II間并聯(lián)電容Cl、壓敏電阻Rl和大功率穩(wěn)壓管D7。
4.如權(quán)利要求1所述的可靠性高的短路電流限制器，其特征是，所述交流線圈組為飽和電抗器鐵芯上的交流線圈L1、L4，所述直流線圈組為直流線圈L2、L5。
5.一種權(quán)利要求1-4任一所述可靠性高的短路電流限制器的限流方法，其特征是，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，輸電回路電流給飽和電抗器直流線圈組提供直流電流；飽和電抗器兩側(cè)鐵芯處于飽和狀態(tài)，飽和電抗器交流線圈組對輸電回路的阻抗很小，不會(huì)影響負(fù)載的用電；當(dāng)輸電回路發(fā)生短路故障，流過短路電流限制器的電流開始增大，先執(zhí)行晶閘管D5或晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值作為控制模塊發(fā)出觸發(fā)脈沖使晶閘管D5或晶閘管D6部分導(dǎo)通的第一判據(jù)，然后執(zhí)行交流線圈組兩個(gè)輸出端子之間的電壓大于設(shè)定值作為控制模塊發(fā)出觸發(fā)脈沖使晶閘管D5和晶閘管D6全導(dǎo)通的第二判據(jù)，根據(jù)輸電線路自動(dòng)重合閘時(shí)間自動(dòng)切斷第二判據(jù)；如果電力系統(tǒng)故障為瞬時(shí)性故障，第一判據(jù)不動(dòng)作，電力系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行；如果電力系統(tǒng)故障為永久性故障，第一判據(jù)仍然動(dòng)作，可靠性高的短路電流限制器限制短路電流，由電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置有選擇性地切除故障。
6.如權(quán)利要求5所述的可靠性高的短路電流限制器的限流方法，其特征是，所述控制模塊在晶閘管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊與晶閘管D5觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶閘管D5截止；在晶閘管D5兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻， 控制模塊與晶間管D5觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶間管D5在該時(shí)刻正向?qū)ǎ敝练聪螂妷旱絹砗蠼刂?；然后進(jìn)入下一個(gè)周波，如此反復(fù)進(jìn)行；控制模塊在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值小于設(shè)定值時(shí)，控制模塊與晶閘管D6觸發(fā)端連接的端子不發(fā)觸發(fā)脈沖，晶閘管D6截止；在晶閘管D6兩端正向電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的時(shí)刻，控制模塊與晶閘管D6觸發(fā)端連接的端子即刻發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使晶閘管D6在該時(shí)刻正向?qū)?，直至反向電壓到來后截止；然后進(jìn)入下一個(gè)周波，如此反復(fù)進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求6所述的可靠性高的短路電流限制器的限流方法，其特征是，所述晶閘管D5或晶閘管D6兩端正向電壓設(shè)定值為輸電回路最大負(fù)荷電流通過飽和電抗器時(shí)在全橋整流電路輸入端產(chǎn)生的壓降，再乘以大于1的可靠系數(shù)。
8.如權(quán)利要求5所述的可靠性高的短路電流限制器的限流方法，其特征是，所述控制模塊在晶閘管D5或晶閘管D6兩端電壓瞬時(shí)值大于設(shè)定值的一段時(shí)間內(nèi)，又檢測到交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值，控制模塊發(fā)出觸發(fā)脈沖，使晶間管D5和晶間管D6在交流線圈組兩個(gè)端子之間的電壓大于設(shè)定值期間全導(dǎo)通；控制模塊得到停止指令，停止發(fā)出觸發(fā)脈沖。
9.如權(quán)利要求8所述的可靠性高的短路電流限制器的限流方法，其特征是，所述交流線圈組兩個(gè)輸出端子之間的電壓設(shè)定值為輸電回路額定電壓乘以小于1的可靠系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可靠性高的短路電流限制器及其方法。它綜合性能較好、直流電路及其控制方法簡單、可靠性高，包括飽和電抗器鐵芯，鐵芯上有交流線圈組和直流線圈組；交流線圈組的一端與整流電路的一個(gè)輸入端連接；交流線圈組的另一端及整流電路的另一輸入端與外部電路連接；整流電路輸出端與直流線圈組串行連接，并形成直流環(huán)路；在整流電路的輸入端之間反向并聯(lián)兩個(gè)晶閘管；控制模塊有兩個(gè)輸入端子連接晶閘管的兩端；控制模塊另兩個(gè)輸入端子通過電壓互感器與交流線圈組的兩個(gè)端子連接；控制模塊有兩個(gè)輸出端子分別與兩個(gè)晶閘管的觸發(fā)端連接，分別控制兩個(gè)晶閘管的導(dǎo)通狀態(tài)。
文檔編號H02H9/02GK102306933SQ20111026973
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者李曉明 申請人:山東大學(xué)