[发明专利]短路电流限制装置及方法

权利要求书

1.一种短路电流限制装置，其特征是，它包括：

磁饱和电抗器铁芯I和磁饱和电抗器铁芯II，在磁饱和电抗器铁芯I上安装有磁饱和电抗器线圈L1和直流线圈L2；在磁饱和电抗器铁芯II上安装有磁饱和电抗器线圈L3和直流线圈L4；其中磁饱和电抗器线圈L1一端与磁饱和电抗器线圈L3一端串联，直流线圈L2一端与直流线圈L4一端串联；磁饱和电抗器线圈L1另一端与输入端子5连接；

一个电流互感器，它包括一次侧绕组L5和二次侧绕组L6，一次侧绕组L5一端与输入端子5连接，另一端接地；

并联的整流电路I和整流电路II；其中，整流电路I与电流互感器的二次侧绕组L6两端连接；整流电路II分别与磁饱和电抗器线圈L3和输出端子连接；整流电路I和整流电路II的并联端与直流线圈L2和直流线圈L4连接；

一个控制电路，其输入端与控制电路输入端子连接，其输出端分别经晶闸管模块I与整流电路I连接；经晶闸管模块II与整流电路II连接；经晶闸管模块III与整流电路I和整流电路II并联端连接。

2.如权利要求1所述的短路电流限制装置，其特征是，所述整流电路I是由二极管D1、D2、D3、D4组成的全桥整流电路；整流电路II是由二极管D5、D6、D7、D8组成的全桥整流电路；整流电路I和整流电路II输出端并联，同时该并联端还分别并联电容C以及晶闸管模块III。

3.如权利要求1所述的短路电流限制装置，其特征是，所述磁饱和电抗器线圈L1的同名端与输入端子5连接，磁饱和电抗器线圈L1的异名端连接磁饱和电抗器线圈L3的同名端，磁饱和电抗器线圈L3的异名端与整流电路II的一个输入端连接，整流电路II的另一输入端与输出端子连接；

所述直流线圈L2的同名端连接直流线圈L4的同名端，直流线圈L2的异名端与直流线圈L4的异名端分别与整流电路I和整流电路II并联端连接。

4.如权利要求1所述的短路电流限制装置，其特征是，所述电流互感器二次侧绕组L6与整流电路I的输入回路连接。

5.如权利要求1所述的短路电流限制装置，其特征是，所述晶闸管模块I为三端双向晶闸管开关模块D10，它与整流电路I的输入端并联；

晶闸管模块II为三端双向晶闸管开关模块D11，它与整流电路II的输入端并联；三端双向晶闸管开关模块D10和三端双向晶闸管开关模块D11的控制端分别与控制电路输出端连接；

晶闸管模块III为晶闸管D9，它的正极与整流电路II的正极连接，负极与一个电阻连接，电阻的另一端与整流电路II的负极连接，晶闸管D9的控制端与控制电路连接。

6.如权利要求3所述的短路电流限制装置，其特征是，所述磁饱和电抗器铁芯I和磁饱和电抗器铁芯II均为具有饱和特性的口字型结构。

7.如权利要求1所述的短路电流限制装置，其特征是，所述磁饱和电抗器线圈L1、L3匝数与结构相同，且分别绕在磁饱和电抗器铁芯I与II上；所述直流线圈L2、L4匝数与结构相同，直流线圈L2绕在磁饱和电抗器铁芯I上，直流线圈L4绕在磁饱和电抗器铁芯II上；所述直流线圈L2、L4的匝数大于磁饱和电抗器线圈L1、L3的匝数。

8.如权利要求1所述的短路电流限制装置，其特征是，所述电流互感器一次侧绕组L5的匝数大于二次侧绕组L6。

9.如权利要求1所述的短路电流限制装置，其特征是，所述输入端子5接电源，输出端子接输电回路。

10.一种采用权利要求1所述的短路电流限制装置的工作方法，其特征是，

短路电流限制装置投入正常运行的电力系统时，电流互感器将输电回路电压提供的电流送整流电路I，整流电路I将电流整流后给磁饱和电抗器的直流线圈L2、L4提供直流电流，两直流线圈中的直流电流使两磁饱和电抗器铁芯轻度饱和；同时，输电回路的电流经另一个整流电路II整流后也给磁饱和电抗器的直流线圈L2、L4提供直流电流；则不论输电回路的负荷电流大小，磁饱和电抗器铁芯始终处于饱和状态；

当电力系统短路时，控制电路如果没有接到继电保护的跳闸命令，控制电路输出为零；晶闸管模块I、晶闸管模块II和晶闸管模块III截止；

当电力系统短路时，控制电路如果接到限制短路电流命令，控制电路输出指令给晶闸管模块I、晶闸管模块II和晶闸管模块III；控制电路控制晶闸管模块I、晶闸管模块II和晶闸管模块III导通；两个磁饱和电抗器铁芯脱离饱和状态；当短路电流处于过零点处周围区段时，两磁饱和电抗器铁芯处于非饱和状态；当短路电流增大时，两磁饱和电抗器线圈中的交流电流的瞬时值使两磁饱和电抗器铁芯再次进入饱和状态。