[发明专利]一种减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器

说明书

技术领域

本发明属于输变电领域，特别涉及一种故障限流器。

背景技术

随着现代社会对电力需求的不断增长，新能源发电的不断发展，要求电网容量不断增大，为了提高电网的输送能力、新能源发电的利用率和电网的坚强程度，国家提出1000kV特高压电压等级，将各区域电网互联。然而电网的互联不仅增加电网的电压级别，也增大了短路电流，而现有的断路器最大遮断电流仅63kA，且价格昂贵。解决如何限制短路电流的问题是十分迫切的。

现在，主要限流方式为解列电网、装设电抗器、使用高阻变压器等。这些方式增大输电阻抗，降低电网的输送能力和稳定性，与智能电网的坚强性要求相背。装设限流器可保证在正常运行时的电网电抗较小，当发生故障后能迅速增大，是限制短路电流的最佳选择。

近些年，随着电力电子、磁材料和超导材料等技术的发展，出现了多种故障限流设备。其中饱和铁芯型故障限流器是通过在直流绕组加上电流，在正常运行时铁芯饱和，对电网呈现小电抗状态；当发生故障后，短路电流使铁芯退出饱和，限制了短路电流。此结构将直流控制绕组与电网隔离，提高了工作电压等级，具有较好的应用前景。

然而，在短路限流阶段，铁芯退出饱和，由于直流绕组远大于交流绕组匝数，在直流绕组中会感应出较大的电压，因此应用电压级别仍受到了限制。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，提供了一种减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器。

一种减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，连接到电网中，具有第一“日”字形铁芯、第二“日”字形铁芯，第一“日”字形铁芯和第二“日”字形铁芯上绕制有直流线圈和交流线圈，其特征在于：第一“日”字形铁芯包括：第一直流铁芯柱、第一交流铁芯柱、第一旁路铁芯柱和第一交流线圈，第一直流铁芯柱呈“C”字形，第一交流铁芯柱呈“I”字形，两端连接在第一直流铁芯柱的中间，第一旁路铁芯柱呈“I”字形，设置在第一直流铁芯柱的“C”字形缺口中，第一交流线圈绕制在第一交流铁芯柱上；第二“日”字形铁芯结构包括：第二直流铁芯柱、第二交流铁芯柱、第二旁路铁芯柱和第二交流线圈，第二直流铁芯柱呈“C”字形，第二交流铁芯柱呈“I”字形，两端连接在第二直流铁芯柱的中间，第二旁路铁芯柱呈“I”字形，设置在第二直流铁芯柱的“C”字形缺口中，第二交流线圈绕制在第二交流铁芯柱上；其中，第一“日”字形铁芯和第二“日”字形铁芯左右设置，沿着“C”字形的竖向镜像并列设置，两者整体呈“皿”字形，第一直流铁芯柱与第二直流铁芯柱的“C”字形竖向部分相邻，该相邻的竖向部分上绕制有直流线圈，第一交流线圈和第二交流线圈匝数相同，绕向一致，同一端相连，另一端串接联入电网中。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还具有这样的特征：其中，第一“日”字形铁芯和第二“日”字形铁芯之间具有间隙，间隙介质为空气。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还可以具有这样的特征：其中，第一直流铁芯柱和第二直流铁芯柱尺寸相同，第一交流铁芯柱和第二交流铁芯柱尺寸相同，第一旁路铁芯柱和第二旁路铁芯柱尺寸相同。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还可以具有这样的特征：其中，第一直流铁芯柱和第二直流铁芯柱的磁化曲线斜率和饱和磁感应强度大于第一交流铁芯柱和第二交流铁芯柱的磁化曲线斜率和饱和磁感应强度。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还可以具有这样的特征：其中，第一直流铁芯柱和第二直流铁芯柱的铁芯材料为软磁性复合材料。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还可以具有这样的特征：其中，第一交流铁芯柱和第二交流铁芯柱铁芯材料为铁钴磁性合金。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还可以具有这样的特征：其中，第一旁路铁芯柱和第二旁路铁芯柱材料为铁钴磁性合金。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还可以具有这样的特征：其中，直流线圈采用超导材料制作。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还可以具有这样的特征：其中，直流线圈采用非超导材料制作。

本发明提供的减轻直流冲击的饱和铁芯型故障限流器，还可以具有这样的特征：其中，第一交流线圈和第二交流线圈采用非超导材料制作。

发明作用与效果