[发明专利]短路电流限流装置

说明书

技术领域

本发明涉及电流限流技术，特别是涉及一种短路电流限流装置。

背景技术

近年来，随着我国经济持续高速增长，用电需求量不断增加，电力系统的规模日益增大。由于单机和发电厂容量、变电站容量、城市和工业中心的负荷和负荷密度不断增加，以及电力系统之间的互联和大区域电网的形成，导致了现代电力系统各级电网中的短路电流水平不断增加，部分地区的短路电流水平已经达到甚至超过断路器的遮断容量，而且上升趋势越来越明显，严重威胁到系统的安全运行，采取适当措施限制短路电流势在必行。

在众多短路电流限制措施中，故障限流器（Fault Current Limiter，FCL）以其优越的综合性能、广阔的应用前景受到越来越多人的关注，已成为故障限流技术领域热点之一。

目前，故障限流器按其工作方式，主要包括以下两类：

一是基于开关技术的故障限流器，包括GTO固态故障限流器、谐振型故障限流器、串联补偿型故障限流器、基于TPSC技术串联谐振型故障限流器等。这类故障限流器主要以大功率电力电子开关作为主旁路技术，要制作高电压大容量故障限流器往往需要多个器件的串、并联，损耗大、造价昂贵、可靠性也难以保障。

二是基于元件突增特性的故障限流器，包括超导型故障限流器、PTC故障限流器等。这类基于新材料、新技术发展起来的故障限流器、高压限流熔断器,由于受材料物理特性的制约，允许的最大电流值非常有限，存在较长的恢复时间，且受发热影响大，不能多次反复使用，远不能满足电力系统高电压大容量的需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述现有故障限流器的不足和缺点，提供一种短路电流限流装置。

一种短路电流限流装置包括：交流工作绕组、铁芯、直流工作绕组、直流偏置电源以及限流电感；

其中，所述交流工作绕组连接在输电线路上，所述铁芯设于所述交流工作绕组与所述直流工作绕组之间，所述直流工作绕组、限流电感以及直流偏置电源串联连接构成直流偏置回路。

上述短路电流限流装置，基于磁饱和原理工作的，通过控制铁芯的饱和程度以控制装置的“闭”与“合”，并通过将限流电感接入短路回路来限制短路电流，只需少量的器件，突破了材料物理特性的限制，具有容量大、损耗小、结构简单、可靠性高、成本低的优点，满足了电网系统高电压大容量的要求，在电力系统中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为一个实施例的短路电流限流装置的结构示意图；

图2为一个较佳实施例的短路电流限流装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的短路电流限流装置的具体实施方式作详细描述。

如图1所示，图1示出了一个实施例的短路电流限流装置的结构示意图；包括：交流工作绕组I_A、铁芯T、直流工作绕组T_D、直流偏置电源E_k以及限流电感L₀。

其中，交流工作绕组I_A连接在输电线路上，铁芯T设于交流工作绕组I_A与直流工作绕组T_D之间；直流工作绕组T_D、限流电感L₀以及直流偏置电源E_k串联连接构成直流偏置回路。

在一个实施例中，直流偏置电源E_k输出直流偏置电流控制铁芯T的磁通量，当输电线路正常运行时，控制铁芯T的磁通量处于非饱和状态，当输电线路发生短路时，控制铁芯T处于磁饱和状态。

具体地，在电网系统正常运行中，直流偏置电源E_k输出足够大的直流偏置电流i_h至直流工作绕组T_D，在该电流的作用下，铁芯T达到深度饱和状态，此时交流工作绕组I_A的电抗值很小，短路电流限流装置相当于为“闭合”，且限流电感L₀被短接，此时，整个短路电流限流装置呈低阻抗状态，其上的电压损耗极小，不影响电网系统的正常运行。

在电网系统发生短路故障时，直流偏置电源E_k输出极小的直流偏置电流i_l至直流工作绕组T_D，使铁芯T快速退出饱和，此时交流工作绕组I_A的电抗值很大，整个短路电流限流装置相当于为“断开”，限流电感L₀被接入短路回路中，限制输电线路上的短路电流。