[实用新型]一种三相半控桥式短路限流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于交流电压供电系统的电力系统短路故障限流器，是一种对短路故障电流及其上升率进行限制的装置，属于交流柔性输电技术的技术领域。

背景技术

随着电力系统规模和容量的不断扩大，短路电流的水平快速增加，当短路电流水平超过断路器的断开容量时，短路故障可能造成主要电力设备如变压器、高压开关设备、电力电缆等的严重损坏，引起系统不稳定，甚至造成系统的瘫痪。短路故障限流器在检测到短路故障发生后，通过快速改变故障线路的阻抗参数，将短路电流限制在允许的水平，以保护电力设备，已经成为柔性交流输电系统的关键元件之一。

一种非常具有实用价值的三相接地系统的桥式短路故障限流器的原理如图1所示（“基于半空桥的三相接地系统短路限流器及其控制方法”，《电力自动化设备》,第27卷第6期，第51-55页，2007年），图中，L1为直流电感，L2-L4为旁路电感，自关断开关管T1-T6与二极管D1、D2组成一个三相四桥臂整流桥。Va、Vb、Vc为三相电源电压，Z1-Z3为三相负载阻抗。在系统正常情况下，控制自关断开关管T1-T6导通，在电抗器L1充磁之后的稳态情况下，电感L1中电流为负载电流的峰值，忽略二极管、自关断开关管的通态压降和L1的损耗，L1中电流恒定，L1和桥路两端电压为零，限流器对系统无不良影响。短路故障发生后，电源电压经过整流桥加在直流电抗器L1上，引起L1电流的增加，并在旁路电感L2-L4中产生电流，当检测电路检测到短路故障发生后，立即控制关断位于故障相桥臂的开关管，直流电感L1中的电流由续流二极管D1续流，整流桥路的故障相桥臂断开，短路电流受到故障相上旁路电感的限制。由于三相四线系统只使用6只可控开关、两只二极管和一个直流电感，该限流器方案与其它方案比，具有结构简单、易于控制、成本低、可靠性高等优点。为了满足电力系统继电保护装置的选择性要求，短路故障发生后，故障相上的开关管关断，短路电流由故障相上的旁路电感承担，而且需要维持在额定负载电流的3到5倍，并保持一段时间。但是上述限流器在短路故障发生后的持续限流期间，旁路电感中的暂态电流绝对值很大，可达设计值的两倍，即额定电流的6到10倍，在短路状态下，系统线路电阻很小，暂态电流衰减很慢，该巨大的暂态电流会对旁路电感和线路产生大量的机械力冲击和热冲击，有较大的危害。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述短路限流技术中存在的缺陷，提供一种三相半控桥式短路限流器，能够大大加快暂态电流的衰减速度，减少暂态电流的存在时间，可以提高系统的安全性和可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种三相半控桥式短路限流器，包括由六个自关断开关管和两个二极管组成的三相四桥臂整流桥路、直流电感、负载阻抗和三个旁路电感，在所述三个旁路电感的通道中分别串接一个小电阻。

本实用新型的限流器结构简单、易于控制、成本低、可靠性高，而且限流电感通路只在短路故障限流的极短的时间内有电流通过，不会增加系统在正常运行状态下的功率损耗。本实用新型通过在旁路电感通路中串联一个很小的电阻，使得暂态电流衰减速度加快，限流期间的阻性阻抗能有效提高系统的稳定性。

附图说明

图1是现有技术中一种三相半控桥式短路限流器的电路图。

图2是本实用新型三相半控桥式短路限流器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步详细说明。

如图2所示，第一、三、五自关断开关管T1、T3、T5的阴极、第一二极管D1的阴极和直流电感L1的一端接在一起；第二、四、六自关断开关管T2、T4、T6的阳极、第二二极管D2的阳极和直流电感L1的另一端接在一起；第一自关断开关管T1的阳极、第二自关断开关管T2的阴极、A相电源公共端和第一串联小电阻R1的一端连在一起；第三自关断开关管T3的阳极、第四自关断开关管T4的阴极、B相电源公共端和第二串联小电阻R2的一端连在一起；第五自关断开关管T5的阳极、第六自关断开关管T6的阴极、C相电源公共端和第三串联小电阻R3的一端连在一起；第一、二、三旁路电感L2、L3、L4的一端和第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极和接地点连在一起；第一旁路电感L2的另一端和第一串联小电阻R1的另一端接在一起；第二旁路电感L3的另一端和第二串联小电阻R2的另一端接在一起；第三旁路电感L4的另一端和第三串联小电阻R3的另一端接在一起。由于限制下的短路电流根据电力系统继电保护的要求，只存在极短的时间，电阻R1、R2、R3可以按照脉冲负载设计，所以功率很小，不会明显增加系统成本。