[发明专利]一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法

说明书

本发明公开了一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法，零损耗深度限流装置包括N个快速开关分闸触发模块、N个快速开关合闸触发模块、快速开关模块以及分相控制器；本发明的零损耗深度限流装置通过分相控制器根据电流数值和使能值控制N个快速开关分闸触发模块/开关合闸触发模块依次动作，从而对快速开关进行控制，实现短时间内零损耗深度限流装置快速开关多次分合闸操作，解决了零损耗深度限流装置短时间内不能多次限制超标短路电流的技术问题，保障电网设备安全稳定运行，提高了电网的运行可靠性。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法。

背景技术

随着电力系统容量的不断扩大，短路电流超标情况越来越严重，当断路器开断大于其额定遮断容量的短路电流时，可能引发断路器爆炸、越级跳闸、大面积停电事件发生，严重威胁电网及电力设备的安全。为解决上述问题，目前有两种解决手段，一种是更换更大遮断容量的断路器，一种是采用限流技术限制超标的短路电流，但更换更大遮断容量的断路器，因其制造成本高，不经济，难以推广应用。

限流技术一般可从调整电网结构、改变系统运行方式和加装限流设备三方面来考虑限制短路电流。现有的技术措施主要有发展高一级电压电网、采用直流联网、大容量机组的发电厂采用单元接线、多母线分列运行或母线分段运行、采用高阻抗变压器、加装限流电抗器等，尽管这些措施在一定程度上可以抑制电网的故障电流，但均存在着压降及电能损耗等问题。而加装零损耗深度限流装置作为一种有效的技术措施，不但可以限制电力系统超标短路电流，保障电网的安全可靠运行，而且能够实现零损耗、零压降的目标，具有良好的节能降耗的经济效益和社会效益。

零损耗深度限流装置采用“限流电抗器与基于电磁斥力驱动的快速开关并联”的结构。限流装置正常运行时快速开关处于合闸状态，短接限流电抗器，装置处于零损耗、零压降状况；限流装置负荷侧发生短路故障时，快速开关快速分闸，投入限流电抗器，将短路电流限制在线路、主变断路器额定遮断容量范围内。目前，行业内基于电磁斥力驱动的快速开关分合闸操作电源普遍采用电容储能方式，在分合闸储能电容完成储能后方可进行快速开关分合闸，快速开关分合闸操作时需相应的分合闸储能电容放电，快速开关分合闸操作后相应的分合闸储能电容需耗时重新储能，分合闸储能电容在完成储能前快速开关不能进行分合闸操作，即短时间内快速开关只能分合闸一次，不能多次分合闸操作，不满足短时间内多次限流需求，存在以下问题：

①当限流装置安装在线路上且保护重合于永久性故障时，限流装置快速开关因分闸储能电容放电后未完成再次储能，快速开关无法分闸，不能投入限流电抗器，无法限制短路电流。

②当限流装置安装在母线进线侧且母线馈线保护重合于近区永久性故障或短时多条馈线发生近区短路故障时，限流装置快速开关因分闸储能电容放电后未完成再次储能，快速开关无法分闸，不能投入限流电抗器，无法限制短路电流。

综上所述，现有技术的零损耗深度限流装置在电力系统短时间内发生多次短路故障时，存在着无法在短时间内进行多次分合闸操作从而无法多次限制超标短路电流的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法，用于解决现有技术的零损耗深度限流装置在电力系统短时间内发生多次短路故障时，存在着无法在短时间内进行多次分合闸操作从而无法多次限制超标短路电流的技术问题。本发明提供的一种零损耗深度限流装置，包括N个快速开关分闸触发模块、N个快速开关合闸触发模块、快速开关模块以及分相控制器；分相控制器的第一端口与快速开关模块的第一端口相连接；快速开关分闸触发模块的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块的第二端口、第四端口相连接，第二端口与分相控制器的第二端口相连接；快速开关合闸触发模块的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块的第三端口、第五端口相连接，第二端口与分相控制器的第三端口相连接；