[发明专利]一种短路故障限流变压器

说明书

技术领域

本发明涉及电路故障限流限制技术领域，具体涉及一种短路故障限流变压器。

背景技术

随着社会各行各业的蓬勃发展，对作为能源的电力需求更是突显出来，随之电网容量迅速扩大，与此同时，电力系统的短路电流水平也到达严峻程度，短路故障带来的一些重大安全问题和经济问题迫使人们对它被动和主动进行很多研究和实施一些措施，也因此出现了故障电流限制技术，尤其近十年来短路故障限流技术得到迅速发展，例如超导型故障限流器、电力电子型故障限流器、永磁型故障限流器等都是目前研究的热门课题，并且它们当中每一类限流器又都出现不少分支型式。综观来说：1.超导型故障限流器，可实现检测、转换、限流一体化，能在毫秒级内限制故障电流，对电力系统比较理想。但它受一些条件限制，有些技术尚不成熟，运行可靠性还不能保证，超导恢复时间长，造价也极其昂贵。2.电力电子型故障限流器，它的优点是动作速度快、动作重复性好，满足线路多次重合闸要求，缺点是需要些高电压大容量半导体元器件串并联组成，同步触发和保护要求高，主电路元件静态功耗和发热厉害，散热复杂，需强迫水冷。整体装置价格昂贵，因此实用性受到很大限制。3. 永磁饱和型故障限流器，它相对于超导型故障限流器而言，不需要额外直流绕组和电流，提高了运行可靠性，结构型式和制造工艺也不复杂，无需外加控制就可实现自动投切，易于实现高电压大容量化，价格低廉，是目前研究的热点之一，但它也存在一些问题，如交流线圈套在永磁体上，可能导致永磁体去磁，特别短路大电流时，永磁体的去磁会更严重，总之永磁型故障限流器的永磁体在各种有关因素下的使用寿命是一个还不被掌握的或尚未解决的重要问题，因此国内外的该项研究还处在低电压等级的水平上。

众所周知，变压器是电力系统和用户使用最多且最重要的电气设备之一，电能的传输和配给都离不开变压器，变压器应该是一个使用很可靠、寿命又长的安全设备，然而它们的理论寿命与实际使用寿命却是有距离的，尤其系统或线路的短路故障是影响变压器寿命的重要因素或是决定变压器寿命的直接原因。由此也就要求变压器要具有一定的抗短路能力。近些年来变压器的节能技术日渐兴起，这是一个应该肯定的正确方向，不能否定，然而，在某些方面却被忽略掉，例如变压器的抗短路能力就是其一，由于外部短路变压器损坏事故频发，又据目前调查得知：变压器抗短路能力试验中合格者是少数，甚至是极少数，这对变压器和电网安全仍是一个潜在的威胁。

发明内容

本发明提供了一种短路故障限流变压器，解决了变压器的抗短路能力差的问题。

综上所述，为了达到上述目的，本发明提供了一种短路故障限流变压器，其特征在于，该限流变压器包括变压器和短路保护电路，所述变压器的次级线圈是由三个相同的副边线圈组成，在每个副边线圈靠近低压端15%~30%的位置引出一个低压抽头，每个所述低压抽头和与之相应的同线圈的高压端之间连接一个短路保护电路，所述短路保护电路是由所述低压抽头依次与辅助电抗器、短路保护开关、电容器串联并连接所述副边线圈的高压端，组成一个限流回路，所述电容器还与供电开关并联，所述供电开关和所述短路保护开关的共同接点接入供电电路；当所述供电电路发生故障，所述限流回路能够限制故障电流的大小。

进一步，所述的辅助电抗器是一种铁心电抗器。

进一步，所述的供电开关和短路保护开关分别是双投双稳态开关的上开关和下开关。

进一步，所述的短路保护电路还包括一个控制电路，该控制电路由电流采样与变换电路、比较放大电路、运算与选择电路、第一功率放大电路和供电驱动电路依次串联，组成供电监测回路；所述运算与选择电路的输出端同时依次与第二功率放大电路和保护驱动电路串联，组成短路保护触发回路。

进一步，所述低压抽头由所述副边线圈靠近低压端40%的位置引出。

进一步，所述电流采样与变换电路时刻监测供电线路的电流状况，并把交流电流变换成相应直流电流送到比较放大电路，所述比较放大电路将电流放大后送到所述运算与选择电路，所述运算与选择电路判断供电电路是正常状况还是短路故障状态，并有选择性的发出单脉冲信号，若是正常状况，则通过所述第一功率放大电路和所述供电驱动电路驱动相应的所述供电开关闭合进行正常的供电；若是故障状态，则通过所述第二功率放大电路和所述保护驱动电路驱动所述短路保护开关闭合启动相应的所述短路保护电路。

本发明所产生的有益效果如下：