[实用新型]多断路器与正温型电阻组合分级升阻的故障限流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多断路器与正温型电阻组合分级升阻的故障限流器。适用于电网安全装置技术领域。 

背景技术

随着我国区域电网总体容量的不断增长，大容量发电机组的不断投入运行以及各大区电网的互联，电力系统短路电流水平日益增高，许多地区电网的短路电流，己经达到甚至超过电力规程所限定的最大允许值。短路电流过大（如达到63kA或80kA以上），使电网面临无法开断近区故障的安全威胁，同时造成热效应、电动力效应过大，严重影响电网的安全运行。 

电力系统短路故障对高压电气设备本身和系统的正常运行具有很大的危害性。具体表现在:①短路电流的动、热稳定效应可能会损坏电气设备。一方面，短路电流流过电气设备时，强烈的热效应会引起导体或其绝缘的损坏。另一方面，导体流过短路电流时，受到很大的电动力冲击，引发导体变形，甚至损坏；②短路故障发生时电网中电压会降低，尤其是靠近短路故障点处的电压明显下降，严重影响用户供电，甚至引发设备损坏和造成产品质量不合格等后果；③系统发生短路相当于改变了电网结构，必然引起系统中功率分布的变化。无论在哪一点发生短路，发电机输出的有功功率都将下降，但发电机的输入功率由原动机或进水量决定，不可能立即变化，发电机输入和输出功率的不平衡必然引起转速变化，从而可能导致并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，甚至造成大面积停电；④不对称接地短路故障产生的不平衡电流会导致严重的不平衡磁通的产生，进而导致在输电线路邻近的通信线路内形成很大的感应电势，从而引发对通信系统的电磁干扰，严重的会危及通信设备和运维人员的人身安 全。 

目前国内外电力设备制造厂商所能生产的大部分高压断路器的额定短路开断电流一般在63kA以下，很难满足系统需要开断较大短路电流的要求，而且随着电网容量的不断扩大和全国联网的不断加强，这种矛盾会越来越突出。尽管采用改变电网结构的方法可以解决电网短路电流的抑制问题，但同时损害了电网运行的灵活性与经济性，同时也增加不同段上母线负荷变化调配的难度。因此，如何限制系统短路故障电流已成为现代电网发展中所面临的一个不可回避的重大技术和经济问题。 

电网对故障限流器的要求：故障限流器FCL是一种串接在线路中的电气设备。它正常时阻抗为零或很小，而故障时阻抗很大。对故障限流器的技术要求主要有以下几个方面： 

（1）正常运行时，限流装置呈低阻抗或零阻抗状态，系统的有功功率和无功功率损耗小，对系统无任何影响（压降为零）； 

（2）故障发生后，装置应能在极短时间内动作，在故障电流到达第一个峰值前有效限制短路电流； 

（3）有一定的限制容量和限流时间； 

（4）控制简单，无须高速短路故障检测技术： 

（5）动作时不引起系统暂态振荡、过电压等副作用； 

（6）不影响继电保护等设备的正确动作； 

（7）装置有自动复位功能和多次连续动作能力； 

（8）设备的成本及运行费用低，可以承受的体积和重量，可靠性高，维修量和维护费用低。 

故障限流器的实用化进展： 

1）国内情况 

随着FCL受到重视的程度日益提高，国内很多机构单位投入其研究与应用。中国科学院电工研究所联合国内多家单位共同研究开发的我国首台三相高温超导限流器成功将3500A（有效值）限制到635A（有效值），且短路瞬间波形无突变。由天津机电工业控股集团公司和北京云电英纳超导电缆有限公司联合研制的220kV超导磁饱和型FCL，于2007年成功投入实际应用，是目前世界上挂网试运行的电压等级最高、容量最大的超导限流器。华中科技大学研究的基于串联补偿的FCL使用了真空触发间隙或高速斥力机构操作的合闸开关u引，具有动作速上海交通大学提出了一种适用于中高压电网的磁控开关型故障限流器结构，并研制了一台220kV／50A限流器模型机。华东冶金学院提出一种由普通电感和IGBT桥路构成的无损耗电阻器式限流器拓扑并取得国家专利浙江大学研制的10kW500A／2500A带交流旁路限流电感采用耦合变压器的新型固态限流器样机于2006年12月在绍兴电力试验站通过试验， 

2）国外情况