[实用新型]零损耗深度限制短路故障电流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电网领域，尤其是一种零损耗深度限制短路故障电流装置。

背景技术

短路故障是供电系统中最常见、危害最严重的故障之一，主要是由于电气设备载流部分的绝缘自然老化、质量低劣、受外力损伤或人为原因等造成的。电力电网出现短路故障，电动力以及热效应使电路中的元件受到损坏, 影响电气设备的正常运行，还会造成停电，甚至可能引发火灾事故。严重的短路会影响电力电网运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统瘫痪；不对称短路电流会产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，有可能引发误动作。

针对这种现状，国内外都在致力于研究限制电力电网短路故障电流的限流装置，其中串联限流电抗器运用的比较多，限流电抗器可以抑制系统对短路故障点的短路能量倒灌，减少变压器的伤害程度；还可以限制变压器对该短路故障点的短路能量释放，同时降低需要断路器的开断短路容量。但由于限流电抗器串在线路里，平时通过的是额定电流，而限流电抗器的阻抗选小了限流效果不明显、阻抗选大限流电抗器压降大了，造成负荷端设备因电压过低超标而无法运行，同时产生巨大的损耗。所以限流器的使用效果较差，有些迫切需要限流的场合不得不放弃限流的想法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可靠性高、零损耗、能够有效降低短路故障电流对电气设备和线路的冲击的零损耗深度限制短路故障电流装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种零损耗深度限制短路故障电流装置，包括串接在电力系统中的主电路和控制电路，主电路由快速真空断路器K和深限电抗器L并联组成，控制电路包括用于采集电力系统电流信号的电流互感器，电流互感器通过A/D转换器与主控芯片的信号输入端相连，主控芯片的信号输出端通过驱动电路与快速真空断路器K相连。

由上述技术方案可知，当短路故障出现时，快速真空断路器K打开，深限电抗器L的阻抗能迅速增大，将短路电流峰值抑制到50％以下，当线路开关重合闸后短路故障消失，快速真空断路器K闭合，深限电抗器L的阻抗能迅速恢复为零；反之继续保持大阻抗状态。本实用新型减小了短路故障电流对变压器等电气设备的冲击，同时提升了线路开关的开断容量富裕度，减轻线路开关的开断负担，提高可靠性和使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型中控制电路和快速真空断路器K的电路框图；

图2是本实用新型中主电路的单相电路原理图。

具体实施方式

一种零损耗深度限制短路故障电流装置，包括串接在电力系统中的主电路20和控制电路10，主电路20由快速真空断路器K和深限电抗器L并联组成，控制电路10包括用于采集电力系统电流信号的电流互感器12，电流互感器12通过A/D转换器与主控芯片的信号输入端相连，主控芯片的信号输出端通过驱动电路与快速真空断路器K相连。如图1、2所示。

如图2所示，控制电路10用于判断电力系统是否发生短路，并对发生短路故障的系统回路进行保护。主电路20串接在电力系统中，当电力系统电路正常时，快速真空断路器K闭合，工作电流流过快速真空断路器K；当电力系统电路发生短路时，快速真空断路器K打开，短路故障电流流过深限电抗器L，限制短路电流。深限电抗器L的电抗率在20%～80%。

如图1所示，所述的主控芯片采用DSP数字信号处理器11，所述的驱动电路采用IGBT驱动电路13，所述电流互感器12的输出端与A/D转换器的输入端相连，A/D转换器的输出端与DSP数字信号处理器11的信号输入端相连，DSP数字信号处理器11的信号输出端与IGBT驱动电路13的输入端相连， IGBT驱动电路13的输出端与快速真空断路器K相连。

如图1所示，所述的快速真空断路器K为带有高速涡流驱动机构的快速真空断路器；所述的深限电抗器L为干式空心限流电抗器。所述的主控芯片、驱动电路和A/D转换器由直流电源供电。所述的DSP数字信号处理器11的输入输出端与单片机的输入输出端相连，单片机的输入端与键盘相连，单片机的输出端与显示屏相连。单片机通过键盘将理论计算的电力系统短路电流数值输入，为DSP数字信号处理器11判断电力电网是否发生短路提供判断依据。

以下结合图1、2对本实用新型作进一步的说明。

电流互感器12检测电力系统电流的变化情况，然后通过A/D转换器将电流等相关信息传送到DSP数字信号处理器11进行计算、判定，DSP数字信号处理器11的信号输出端经IGBT驱动电路12与由快速真空断路器K、深限电抗器L并联组成的主电路20连接。