基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致了一個(gè)新的突出問題，即各級(jí)電網(wǎng)中的短路電流水平不斷增加。系統(tǒng)中部分地區(qū)的短路電流已經(jīng)達(dá)到甚至超過了斷路器遮斷容量，嚴(yán)重威脅系統(tǒng)的安全運(yùn)行。提高電壓等級(jí)、采用串聯(lián)電抗等傳統(tǒng)電流限制技術(shù)雖然可一定程度上抑制系統(tǒng)的短路電流，但都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成負(fù)面影響。使用故障電流限制器(FaultCurrent Limiter，F(xiàn)CL)成為解決短路電流超標(biāo)問題的新途徑，其特點(diǎn)是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)零阻抗或低阻抗，在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)阻抗迅速增大，達(dá)到快速限制短路電流的目的。
[0003]隨著大功率電力電子器件的進(jìn)步，出現(xiàn)了固態(tài)故障電流限制器(Solid StateFCL)。固態(tài)FCL的基礎(chǔ)模塊是由晶閘管或可關(guān)斷電力電子器件與限流元件、控制系統(tǒng)組成。常用的固態(tài)FCL主要有以下幾種:
[0004]1、并聯(lián)開關(guān)型FCL
[0005]反向并聯(lián)的全控型器件與限流電抗或電阻并聯(lián)，正常時(shí)電流流過全控型器件，故障后器件關(guān)斷，限流電阻或電抗接入系統(tǒng)抑制短路電流。該方案結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但會(huì)產(chǎn)生很高的暫態(tài)過電壓，且全控型器件成本較高。
[0006]2、橋式固態(tài)FCL
[0007]將基于晶閘管的整流橋串聯(lián)接入系統(tǒng)，直流側(cè)為限流電抗，正常時(shí)FCL對(duì)系統(tǒng)無明顯影響，故障后隨著電流增大，限流電抗自動(dòng)起到限流作用。該方案可自動(dòng)限制短路電流第一個(gè)峰值，但為了限制穩(wěn)態(tài)短路電流，需另設(shè)旁路限流電抗。
[0008]3、串聯(lián)諧振型FCL
[0009]電抗器和電容器串聯(lián)，兩者處于工頻下的串聯(lián)諧振態(tài)，正常時(shí)阻抗為零。故障發(fā)生后，快速旁路電容器，電抗器起到限制短路電流作用。該方案損耗小，且已有示范工程應(yīng)用，但保護(hù)和旁路設(shè)備復(fù)雜，占地和成本較高。
[0010]上述幾種方案在技術(shù)難度、成本與占地方面都存在不足或欠缺，因此需要提供一種能夠在正常運(yùn)行時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)沒有影響，且故障發(fā)生后自動(dòng)限制短路電流的新型固態(tài)故障電流限制器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本實(shí)用新型提供了一種基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器。
[0012]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0013]所述固態(tài)故障電流限制器包括三個(gè)單相電流限制器，每個(gè)單相電流限制器均包括主電路和斷路器;所述主電路包括串聯(lián)的第一限流電抗器和第二限流電抗器，以及第一晶閘管和第二晶閘管；
[0014]所述第一晶閘管并聯(lián)在第一限流電抗器兩端，第一晶閘管的陰極接入第一限流電抗器與第二限流電抗器之間；所述第二晶閘管并聯(lián)在第二限流電抗器兩端，第二晶閘管的陰極也接入第一限流電抗器與第二限流電抗器之間；
[0015]所述斷路器，用于旁路所述主電路。
[0016]優(yōu)選的，所述斷路器并聯(lián)在所述第一限流電抗器和第二限流電抗器組成的串聯(lián)支路的兩端；
[0017]所述第一限流電抗器和第二限流電抗器串聯(lián)接入電力系統(tǒng)的輸電線中；
[0018]優(yōu)選的，所述固態(tài)故障電流限制器還包括降壓變壓器；
[0019]所述主電路接入該降壓變壓器的低壓側(cè)繞組，所述斷路器并聯(lián)在該降壓變壓器的高壓側(cè)繞組兩端;所述高壓側(cè)繞組串聯(lián)接入電力系統(tǒng)的輸電線中。
[0020]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:
[0021]1、電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，限流電抗器無延遲自動(dòng)起到限流作用，與并聯(lián)開關(guān)型FCL和串聯(lián)諧振型FCL相比，降低了對(duì)故障識(shí)別速度的要求，從而能夠可靠地限制短路電流第一個(gè)峰值，減少短路電流對(duì)電力設(shè)備的影響；
[0022]2、本實(shí)用新型提供的一種基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器，與橋式固態(tài)FCL相比，能夠有效限制短路電流的穩(wěn)態(tài)值，無需增加旁路限流電抗器；
[0023]3、本實(shí)用新型提供的一種基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器，在正常工作和限流工作過程中均不會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)沖擊電壓，從而使得對(duì)保護(hù)裝置的要求降低；
[0024]4、本實(shí)用新型提供的一種基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器，不包含全控型電力電子器件，降低了成本;所用元器件少，結(jié)構(gòu)和控制策略簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性高，有利于工程應(yīng)用。
【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0026]圖1:本實(shí)用新型實(shí)施例中一種基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2:本實(shí)用新型實(shí)施例中另一種基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]其中，1:第一限流電抗器;2:第二限流電抗器;3:第一晶閘管管;4:第二晶閘管;5:斷路器;6:等效負(fù)載;7:電力系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]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(hào)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(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0030]本實(shí)用新型提供的一種基于晶閘管的固態(tài)故障電流限制器包括三個(gè)單相電流限制器，每個(gè)單相電流限制器均包括主電路和斷路器。其中，
[0031]1、主電路
[0032]該主電路包括串聯(lián)的第一限流電抗器I和第二限流電抗器2，以及第一晶閘管3和第二晶閘管4。
[0033]第一晶閘管3并聯(lián)在第一限流電抗器I兩端，第一晶閘管3的陰極接入第一限流電抗器I與第二限流電抗器2之間。
[0034]第二晶閘管4并聯(lián)在第二限流電抗器2兩端，第二晶閘管4的陰極也接入第一限流電抗器I與第二限流電抗器2之間。
[0035]本實(shí)施例中第一限流電抗器I和第二限流電抗器2的電抗值相等，用于限制短路電流。第一晶閘管3和第二晶閘管4在固態(tài)故障電流限制器處于正常工作狀態(tài)時(shí)為限流電抗器提供續(xù)流通道，發(fā)生短路故障后反向關(guān)斷，將限流電抗器完全接入電力系統(tǒng)7的輸電線中。
[0036]2、斷路器
[0037]該斷路器5用于旁路主電路，當(dāng)固態(tài)故障電流限制器發(fā)生故障后將其旁路，便于檢修。
[0038]本實(shí)用新型提供了兩種結(jié)構(gòu)的固態(tài)故障電流限制器，具體為:
[0039]1、第一種固態(tài)故障電流限制器
[0040]如圖1所示，斷路器5并聯(lián)在第一限流電抗器I和第二限流電抗器2組成的串聯(lián)支路的兩端。第一限流電抗器I和第二限流電抗器2串聯(lián)接入電力系統(tǒng)7的輸電線中。
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