[发明专利]一种三相电流限制装置及方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力系统送变电技术领域，特别涉及一种三相电流限制装置及方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展，发电容量的不断上升，电力系统发生短路引起的短路电流很大。电力系统发生短路引起的短路电流对电力系统的危害是很大的。继电保护装置在电力系统发生短路时，发出跳闸命令，使断路器跳闸，切断短路电流。断路器切断短路电流的能力有限制，短路电流超过断路器最大切断电流值时，断路器无法切断短路电流。因此，减小短路电流，使断路器能够切断短路电流，可减小电力设备在短路时的损害程度，提高电力系统的稳定性。

近年来研究限制短路电流的方法与装置（也称电流限制器）成为热门课题。

发明专利号为：2003101235398的“超导饱和铁心故障限流器”提出了一种利用磁饱和电抗器铁芯的饱和特性构成电流限制器，这种故障限流器需要超导材料，价格贵，超导材料性能不稳定，维护设备复杂。发明专利号为：2004100802846的“一种故障电流限制器”也提出了一种利用磁饱和电抗器铁芯的饱和特性构成电流限制器，这种电流限制器的缺点是：给直流线圈提供直流电流的电路复杂；限制短路电流的效果有限；只有限制短路电流作用，性价比不高，等等。

发明专利号为：2010105753926的“具有柔性开关特性的电流限制装置及方法”提出了一种性价比较好的电流限制装置及方法，这种装置是单相设置。电力系统一般是A、B、C三相系统，所以，采用该装置需设置三套。三套单相设置分别工作，管理比较方便；但是，不能发挥A、B、C三相系统联合工作的综合优点，一些A、B、C三相系统相互支持的资源得不到充分利用；对短路电流的限制需要通过控制器的触发命令执行，可靠性不够好。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种能发挥A、B、C三相系统联合工作的综合优势，A、B、C三相系统的资源可得到充分利用；对短路电流有自动限制功能，安全可靠，性能更优的三相电流限制装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三相电流限制装置，它包括：

A相磁饱和电抗器、B相磁饱和电抗器和C相磁饱和电抗器；各磁饱和电抗器分别有闭环铁芯，在各闭环铁芯上分别安装有各自的电抗线圈L1、直流线圈L2；

A相电流互感器、B相电流互感器和C相电流互感器；各电流互感器分别有闭环铁芯，在各闭环铁芯上分别安装有各自的一次线圈L3、二次线圈L4；

三对反向并联的晶闸管，每对反向并联的晶闸管分别与三台电流互感器中相应的二次线圈L4并联；

三台磁饱和电抗器的三个电抗线圈L1则分别与三台电流互感器中对应的一次线圈L3串联，三个电抗线圈L1余下的端子分别作为装置A、B、C三相输入端子，三个电流互感器一次线圈L3余下的端子分别作为装置A、B、C三相输出端子；

三个三相桥式全桥整流电路，三只电流互感器二次线圈L4分别作为该三相桥式全桥整流电路输入，三个三相桥式全桥整流电路的输出并联后与一只正向二极管D13串联，再与三台磁饱和电抗器的直流线圈依次串连，形成直流闭合电路；

一个控制电路，其输出分别控制三对反向并联的晶闸管的导通或截断。

所述三个三相桥式全桥整流电路是由12只二极管组成，其中二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4构成一个三相桥式全桥整流电路；二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8构成一个三相桥式全桥整流电路；二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12构成一个三相桥式全桥整流电路；所述三个三相桥式全桥整流电路输出端并联，同时输出端还并联过电压保护器II。

所述三台磁饱和电抗器的三个直流线圈L2串接后，该串联电路两端还分别并联有串联的电阻R1和电容C1，并联有串联的电阻R2和二极管D14，还并联过电压保护器I；其中电阻R1两端还并联一只二极管D21，二极管D21的正极在直流回路的高电位，负极在直流回路的低电位。

所述三台电流互感器的一次线圈L3流过的电流大于设计值时，电流互感器进入饱和状态；该设计值大于输电回路额定电流值。

一种三相电流限制装置的工作方法，它的过程为：