一種分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)靈活交流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用電負(fù)荷的迅速增長，近年來電網(wǎng)呈現(xiàn)超/特高壓電網(wǎng)加速建設(shè)、電網(wǎng)輸送容量快速提高、電磁環(huán)網(wǎng)增多的特點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)短路電流逐年加大，不少地區(qū)的短路容量已經(jīng)達(dá)到甚至超過了斷路器的遮斷容量，這就為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了很大的隱患。為解決該問題，業(yè)內(nèi)采用了包括電網(wǎng)解列、母線分裂、安裝串聯(lián)電抗器和高阻抗變壓器等手段在內(nèi)的多種常規(guī)技術(shù)方案來應(yīng)對。在新技術(shù)方面，加裝故障電流限制器(Fault Current Limiter, FCL)是限制電網(wǎng)故障電流超標(biāo)的有效方法，國內(nèi)外研宄的技術(shù)方案聚焦在串聯(lián)諧振型、超導(dǎo)型、可控電抗型、并聯(lián)開關(guān)型等方向。理論研宄和工程實(shí)踐表明，在FCL的諸多實(shí)現(xiàn)方案中，串聯(lián)諧振型故障電流限制器是適用于超高壓電網(wǎng)應(yīng)用的成熟解決方案，具有動作快、不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的特點(diǎn)。但現(xiàn)有集中式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的串聯(lián)諧振型故障電流限制器存在占地面積大、保護(hù)措施復(fù)雜、成本較高的缺點(diǎn)，不利于推廣應(yīng)用，因此需要基于串聯(lián)諧振型故障電流限制原理，對串聯(lián)諧振型FCL進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本實(shí)用新型提供了一種分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0005]所述故障電流限制器包括串聯(lián)連接的限流電抗器和并聯(lián)單元；所述并聯(lián)單元包括旁路開關(guān)、阻尼回路，以及依次并聯(lián)的第一諧振支路、第二諧振支路和金屬氧化物限壓器；所述旁路開關(guān)與阻尼回路相連后并聯(lián)在所述金屬氧化物限壓器兩端；
[0006]所述第一諧振支路包括依次串聯(lián)的諧振單元Fi，其中i = 1，2，3，...，η ;所述第二諧振支路包括依次串聯(lián)的諧振單元F」，其中j = 1，2，3，...，η。
[0007]優(yōu)選的，所述諧振單元匕和諧振單元F#包括晶閘管閥、電抗器和電容器；所述晶閘管閥與電抗器串聯(lián)后并聯(lián)在所述電容器兩端；
[0008]優(yōu)選的，所述晶閘管閥和電容器封裝在一個(gè)箱體內(nèi)，或者所述晶閘管閥、電抗器和電容器封裝在一個(gè)箱體內(nèi)；
[0009]優(yōu)選的，所述第一諧振支路與第二諧振支路相連，其中:
[0010]所述第一諧振支路的諧振單元F1,以及所述第二諧振支路的諧振單元匕均與所述限流電抗器相連；
[0011]所述諧振單元Fi和諧振單元F i+1的連接點(diǎn)a i(i+1)，以及所述諧振單元Fj和諧振單元Fj+郝連接點(diǎn)b」?+1)通過導(dǎo)線連接；
[0012]優(yōu)選的，所述第一諧振支路中諧振單元F1的電抗器與限流電抗器連接，所述第二諧振支路中諧振單元F1的電抗器也與所述限流電抗器連接。
[0013]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)異效果是:
[0014]1、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，諧振單元結(jié)構(gòu)緊湊，可以按照η個(gè)電容器C的接線方式靈活布置、節(jié)約占地面積；
[0015]2、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，采用分布式結(jié)構(gòu)，對每只晶閘管閥的技術(shù)參數(shù)要求大大降低，從而減小故障電流限制器成本；同時(shí)即使單個(gè)或多個(gè)晶閘管閥發(fā)生故障，對故障電流限制器的整體性能影響很小，提高了運(yùn)行可靠性；
[0016]3、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，每個(gè)諧振單元的電容器參數(shù)均相同，保證了晶閘管閥的兩端電壓均相同；每個(gè)諧振單元的電抗器參數(shù)均相同，保證了流過晶閘管閥的電流均相同；
[0017]4、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，諧振單元可以實(shí)現(xiàn)批量化制造、拆卸更換便捷，維護(hù)時(shí)間和費(fèi)用均大大降低。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0019]圖1:本實(shí)用新型實(shí)施例中一種分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2:圖1中橋臂級分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖3:集中式串聯(lián)諧振型故障電流限制器。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0023]本發(fā)明提供的一種分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器，采用分布式結(jié)構(gòu)和電力電氣模塊，通過電力電子模塊和電容器組的靈活組合和布置，能夠減小故障電流限制器的占地面積，提高其整體可靠性。
[0024]一、本發(fā)明提供的分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器實(shí)施例如圖1所示，具體為:
[0025]該分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器包括串聯(lián)連接的限流電抗器L和并聯(lián)單元。其中，
[0026]并聯(lián)單元包括旁路開關(guān)CB、阻尼回路D，以及依次并聯(lián)的第一諧振支路、第二諧振支路和金屬氧化物限壓器MOV。
[0027](I)旁路開關(guān)CB、阻尼回路D、金屬氧化物限壓器MOV
[0028]旁路開關(guān)CB與阻尼回路D相連后并聯(lián)在金屬氧化物限壓器MOV兩端。
[0029](2)第一諧振支路、第二諧振支路
[0030]①:第一諧振支路包括依次串聯(lián)的諧振單元Fi，其中i = l，2，3，...，n;
[0031]第二諧振支路包括依次串聯(lián)的諧振單元Fj，其中j = l，2，3，...，n。
[0032]②:諧振單元Fi和諧振單元F ^均包括晶閘管閥T、電抗器Z和電容器C ;晶閘管閥T與電抗器Z串聯(lián)后并聯(lián)在電容器C兩端。第一諧振支路和第二諧振支路并聯(lián)可以降低對晶閘管閥T的技術(shù)參數(shù)要求，使得故障電流限制器更加容易實(shí)現(xiàn)并可靠工作。
[0033]本實(shí)施例中，將晶閘管閥T和電容器C封裝在一個(gè)箱體內(nèi)，或者將晶閘管閥T、電抗器Z和電容器C封裝在一個(gè)箱體內(nèi)，從而利于故障電流限制器安裝。
[0034]③:第一諧振支路的諧振單元F1與限流電抗器L相連，第二諧振支路的諧振單元F1*與限流電抗器L相連；諧振單元F i和諧振單元F i+1的連接點(diǎn)a i(i+1)，以及諧振單元Fj和諧振單元Fj+郝連接點(diǎn)b j(j+1)通過導(dǎo)線連接。
[0035]④:第一諧振支路中諧振單元匕的電抗器C的一端與限流電抗器L連接，另一端與諧振單元？2的電抗器C連接；第二諧振支路中諧振單元電抗器C的一端也與限流電抗器L連接，另一端與諧振單元F2的電抗器C連接。
[0036]為滿足不同工況的要求，技術(shù)人員可以調(diào)整分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器中第一諧振支路和第二諧振支路的諧振單元的數(shù)目，例如當(dāng)η = 2時(shí)得到的橋臂級分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器如圖2所示:
[0037]第一諧振支路和第二諧振支路的電容器C形成H橋結(jié)構(gòu)，晶閘管閥T和電抗器Z分布在H橋結(jié)構(gòu)的四個(gè)橋臂上。本實(shí)施例中可以將晶閘管閥T和電抗器Z封裝在一個(gè)箱體內(nèi)，將該箱體隨著電容器靈活布置，從而減小占地面積。
[0038]二、本實(shí)施例中將分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器接入電網(wǎng)，其工作過程為:
[0039]1、當(dāng)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí):
[0040]并聯(lián)單元中的電容器C與限流電抗器L諧振，通過預(yù)置調(diào)整故障電流限制器中各元器件的參數(shù)，使得故障電流限制器呈現(xiàn)零阻抗?fàn)顟B(tài)，從而不改變電網(wǎng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。
[0041]2、當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí):
[0042]并聯(lián)單元中的晶閘管閥T接收上位機(jī)發(fā)送的導(dǎo)通指令，將電容器C旁路，使得故障電流限制器呈現(xiàn)為高阻抗?fàn)顟B(tài)，達(dá)到限制故障電流的目的。
[0043]金屬氧化物限壓器MOV，用于防止η個(gè)電容器C組成的串聯(lián)支路由于過電壓損毀，將η個(gè)電容器C組成的串聯(lián)支路承受的短時(shí)過電壓限制在合理范圍內(nèi)。
[0044]旁路開關(guān)CB，用于旁路η個(gè)電容器C組成的串聯(lián)支路。
[0045]阻尼回路D，用于限制串聯(lián)電容器C的放電電流。
[0046]本實(shí)施例中，晶閘管閥T可以在Ims內(nèi)觸發(fā)導(dǎo)通，電抗器Z用于限制晶閘管閥T的電流變化速度，晶閘管閥T采用自然冷卻方式，不能長期導(dǎo)通。旁路開關(guān)CB的合閘時(shí)間約為30ms，可以長時(shí)間導(dǎo)通。晶閘管閥T和旁路開關(guān)CB配合工作，從而旁路η個(gè)電容器C串聯(lián)支路:
[0047]當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障后，晶閘管閥T首先導(dǎo)通，當(dāng)旁路開關(guān)CB合閘后，晶閘管閥T閉鎖，將η個(gè)晶閘管閥T組成的串聯(lián)支路的支路電流轉(zhuǎn)移至旁路開關(guān)CB所在支路上。
[0048]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:所描述的實(shí)施例僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器，其特征在于，所述故障電流限制器包括串聯(lián)連接的限流電抗器和并聯(lián)單元；所述并聯(lián)單元包括旁路開關(guān)、阻尼回路，以及依次并聯(lián)的第一諧振支路、第二諧振支路和金屬氧化物限壓器；所述旁路開關(guān)與阻尼回路相連后并聯(lián)在所述金屬氧化物限壓器兩端； 所述第一諧振支路包括依次串聯(lián)的諧振單元Fi，其中i = 1，2，3，...，η ;所述第二諧振支路包括依次串聯(lián)的諧振單元F」，其中j = 1，2，3，...，η。2.如權(quán)利要求1所述的故障電流限制器，其特征在于，所述諧振單元Fi和諧振單元Fj均包括晶閘管閥、電抗器和電容器；所述晶閘管閥與電抗器串聯(lián)后并聯(lián)在所述電容器兩端。3.如權(quán)利要求2所述的故障電流限制器，其特征在于，所述晶閘管閥和電容器封裝在一個(gè)箱體內(nèi)，或者所述晶閘管閥、電抗器和電容器封裝在一個(gè)箱體內(nèi)。4.如權(quán)利要求1所述的故障電流限制器，其特征在于，所述第一諧振支路與第二諧振支路相連，其中: 所述第一諧振支路的諧振單元F1,以及所述第二諧振支路的諧振單元F1均與所述限流電抗器相連； 所述諧振單元Fi和諧振單元F i+1的連接點(diǎn)a i(i+1)，以及所述諧振單元Fj和諧振單元F J+1的連接點(diǎn)bj(j+1)通過導(dǎo)線連接。5.如權(quán)利要求4所述的故障電流限制器，其特征在于，所述第一諧振支路中諧振單元F1的電抗器與限流電抗器連接，所述第二諧振支路中諧振單元F1的電抗器也與所述限流電抗器連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器，包括串聯(lián)連接的限流電抗器和并聯(lián)單元；并聯(lián)單元包括旁路開關(guān)、阻尼回路，以及依次并聯(lián)的第一諧振支路、第二諧振支路和金屬氧化物限壓器；旁路開關(guān)與阻尼回路相連后并聯(lián)在金屬氧化物限壓器兩端；第一諧振支路包括依次串聯(lián)的諧振單元Fi，i＝1,2,3,...,n；第二諧振支路包括依次串聯(lián)的諧振單元Fj，j＝1,2,3,...,n。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的一種分布式串聯(lián)諧振型故障電流限制器，結(jié)構(gòu)緊湊、布置靈活、占地面積小，并且無需配置均壓和均流設(shè)備。
【IPC分類】H02H9/02
【公開號】CN204651916
【申請?zhí)枴緾N201520382199
【發(fā)明人】劉慧文, 詹雄
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 南京南瑞集團(tuán)公司, 中電普瑞科技有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月4日