[实用新型]一种防止电容过充的限流式统一潮流控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于输配电技术领域，具体地说是一种防止电容过充的限流式统一潮流控制器。

背景技术

统一潮流控制器(UPFC)在安装点附近发生短路故障时，其串联变换器极易因承受系统巨大的短路电流冲击而被损毁，短路电流问题成为UPFC走向工程实用化的一个无法回避的瓶颈。

为解决UPFC的短路电流问题，浙江大学的学者们提出了一种新型FACTS装置，即限流式统一潮流控制器（简称限流式UPFC或UPFC-FCL），它由UPFC和三相桥式限流器通过串联变压器连接而成。正常运行时，三相桥式限流器等效为零阻抗，当装置在安装点附近发生短路故障时，三相桥式限流器能够立即切换为高阻抗串入故障回路，限制流经装置的短路电流上升率，同时控制系统封锁限流器晶闸管脉冲，一个周波（20ms）内，限流器等效为开路，彻底切断流经装置的短路电流。但该拓扑结构存在一个严重缺陷，在控制系统闭锁限流器晶闸管脉冲后，由于电流作用晶闸管并不能立即关断，流经限流电感的短路电流会经过限流器晶闸管和UPFC串联变换器的续流二极管给直流电容充电，极有可能导致直流电容电压上升超过直流电容和IGBT的耐压水平，造成直流电容和变换器损毁。

此外，为了增强UPFC的补偿能力，串联变压器通常不选用1:1变压器，造成三相桥式限流器承受的电压与电流不匹配，或电压过高，或电流过大，往往需要更多的晶闸管串联或并联，增加了装置的成本且降低了装置的可靠性。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种防止电容过充的限流式统一潮流控制器，在限制短路电流的同时防止流经限流电感的短路电流对直流电容进行充电，以避免直流电压上升对直流电容和变换器造成的损害。

为此，本实用新型采用的如下技术方案：一种防止电容过充的限流式统一潮流控制器，包括直流电容、串联变换器、串联变压器和三相桥式限流器；所述的直流电容与串联变换器之间接有一电容过充保护电路；所述的串联变压器副边与三相桥式限流器之间接有一台限流变压器。

本实用新型在原有限流式统一潮流控制器直流电容处加装一个电容过充保护电路，在三相桥式限流器交流侧加装一台限流变压器。

进一步地，所述的电容过充保护电路包括一个逆导型功率器件和一个电流旁路管，逆导型功率器件串联接于直流电容与串联变换器之间；电流旁路管位于逆导型功率器件与串联变换器之间，并联接于直流电容正负极。

进一步地，所述的逆导型功率器件为逆导型晶闸管、逆导型GTO、逆导型IGBT或逆导型IGCT。

进一步地，所述的电流旁路管为晶闸管、GTO、IGBT或IGCT。

进一步地，所述的限流变压器为Y/Y接法的三相变压器、三相自耦变压器或组成Y/Y接法的三台单相变压器。

本实用新型具有的有益效果是：电容过充保护电路在限制短路电流的同时防止流经限流电感的短路电流对直流电容进行充电，避免了直流电压上升对直流电容和变换器造成的损害。此外，限流变压器的接入可以使三相桥式限流器承受的电压和电流范围更加合理，从而减少晶闸管的串联或并联，简化三相桥式限流器。

本实用新型极大提高了UPFC工程化应用的可靠性和经济性。

附图说明

图1为本实用新型防止电容过充的限流式统一潮流控制器的示意图。

图2为本实用新型防止电容过充的限流式统一潮流控制器的拓扑结构详图。

图3为本实用新型防止电容过充的限流式统一潮流控制器短路时的电流通路图。

图4为本实用新型防止电容过充的限流式统一潮流控制器短路时的等效电路图。

图5为无电容过充保护电路时限流式统一潮流控制器短路时的等效电路图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和实施例详细描述本实用新型，但本实用新型不受所述实施例所限。