一種串聯(lián)諧振零損耗限流裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，包括安裝在配電柜中的限流電抗器，與所述限流電抗器相串聯(lián)、用于與所述限流電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振的諧振電容器，與所述諧振電容器相并聯(lián)、用于釋放其電能的放電阻尼保護(hù)系統(tǒng)，與所述諧振電容器相連接、用于保護(hù)諧振電容器不被損壞的智能保護(hù)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠，能有效限制短路電流的強(qiáng)度，大大減小短路電流對(duì)電氣設(shè)備的沖擊，在保證用戶端電壓的同時(shí)，又可以實(shí)現(xiàn)限流電抗器的零損耗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種串聯(lián)諧振零損耗限流裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)配電設(shè)備限流技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種串聯(lián)諧振零損耗限流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及電負(fù)荷的急劇增長(zhǎng)，電網(wǎng)容量的增大，不斷增大的短路電流對(duì)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的沖擊越來(lái)越大；同時(shí)，現(xiàn)有的斷路器的開(kāi)斷能力已難以滿足開(kāi)斷巨大短路電流。因此為解決這一重大難題，限流電抗器被串接回路中的方式廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)輸配電系統(tǒng)中。限流電抗器串聯(lián)在回路中雖可限制短路電流強(qiáng)度，減小短路電流對(duì)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的沖擊，以及維持母線電壓，避免短路故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。但串聯(lián)限流電抗器卻有很多不足之處，首先，限流電抗器串聯(lián)回路中產(chǎn)生巨大的無(wú)功損耗也給用戶造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān);其次，在選取限流電抗器的電抗值時(shí)，往往存在著滿足限制短路電流的要求后，額定電流下用戶端電壓過(guò)低的矛盾。電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)的長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中，輸電線路也會(huì)產(chǎn)生感抗，實(shí)質(zhì)上已等同形成了一種隱形、潛在的串接用戶負(fù)載回路中的電抗器，同樣造成用戶端電壓降低，同時(shí)又有較大的無(wú)功損耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，能有效限制短路電流的強(qiáng)度，大大減小短路電流對(duì)電氣設(shè)備的沖擊，在保證用戶端電壓的同時(shí)，又可以實(shí)現(xiàn)限流電抗器的零損耗。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:包括安裝在配電柜中的限流電抗器，與所述限流電抗器相串聯(lián)、用于與所述限流電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振的諧振電容器，與所述諧振電容器相并聯(lián)、用于釋放其電能的放電阻尼保護(hù)系統(tǒng)，與所述諧振電容器相連接、用于保護(hù)諧振電容器不被損壞的智能保護(hù)控制系統(tǒng)。
[0005]所述放電阻尼保護(hù)系統(tǒng)包括限流阻尼器和氧化鋅非線性電阻，所述限流阻尼器的輸入端與所述諧振電容器的進(jìn)線端相連，其輸出端通過(guò)氧化鋅非線性電阻與所述諧振電容器的出線端相連。
[0006]所述智能保護(hù)系統(tǒng)包括并聯(lián)在諧振電容器兩端的高速渦流開(kāi)關(guān)，所述高速渦流開(kāi)關(guān)通過(guò)安裝在配電柜中的控制器控制其開(kāi)斷。
[0007]所述智能保護(hù)系統(tǒng)還包括雙向可控硅，所述雙向可控硅并聯(lián)在諧振電容器的兩端。
[0008]所述限流阻尼器由電感L和電阻R相并聯(lián)組成。
[0009]所述高速渦流開(kāi)關(guān)為真空滅弧式斷路器。
[0010]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠，相對(duì)于直接在回路中串接限流電抗器有很大的有益效果，其一，負(fù)載回路中串接的限流電抗器與該諧振電容器相串聯(lián)，使得在正常供電運(yùn)行狀態(tài)下，無(wú)論負(fù)載如何變化，對(duì)工頻來(lái)說(shuō)限流電抗器與諧振電容器構(gòu)成串聯(lián)諧振，使用戶負(fù)載端電壓等于母線電壓。其二，限流電抗器與諧振電容器構(gòu)成串聯(lián)諧振，使限流電抗器消耗的無(wú)功損耗完全由諧振電容器提供，不會(huì)給用戶造成任何的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，在實(shí)現(xiàn)額定運(yùn)行狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)限流電抗器零損耗的經(jīng)濟(jì)目的。其三，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，控制器通過(guò)快速算法判斷出短路故障，立即向高速渦流開(kāi)關(guān)發(fā)出合閘命令，高速渦流開(kāi)關(guān)能在2毫秒以?xún)?nèi)迅速合閘，快速投入限流電抗限制短路電流；同時(shí)通過(guò)并聯(lián)在諧振電容器兩端的雙向可控硅檢測(cè)到諧振電容器兩端電壓超過(guò)諧振電容器正常運(yùn)行電壓，雙向可控硅在兩百微秒以?xún)?nèi)導(dǎo)通，從而短接諧振電容器，快速投入限流電抗限制短路電流。通過(guò)雙向可控硅和高速渦流開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振電容器的雙重保護(hù)，在避免諧振電容因過(guò)壓損壞的同時(shí)，確保限流電抗器能有效限制短路電流的強(qiáng)度，減小短路電流對(duì)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的沖擊，以及維持母線電壓，避免短路故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。其四，放電保護(hù)系統(tǒng)針對(duì)線路出現(xiàn)大電流時(shí)，諧振電容器被短接后，釋放諧振電容器內(nèi)的電能，確保諧振電容器能長(zhǎng)期有效的安全運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的電氣原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0013]如圖1所示，本實(shí)施例的串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，包括安裝在配電柜中的限流電抗器I，與限流電抗器I相串聯(lián)、用于與限流電抗器I構(gòu)成串聯(lián)諧振的諧振電容器3，與諧振電容器3相并聯(lián)、用于釋放其電能的放電阻尼保護(hù)系統(tǒng)，與諧振電容器3相連接、用于保護(hù)諧振電容器3不被損壞的智能保護(hù)控制系統(tǒng)。
[0014]放電阻尼保護(hù)系統(tǒng)包括限流阻尼器6和氧化鋅非線性電阻4，限流阻尼器6的輸入端與諧振電容器3的進(jìn)線端相連，其輸出端通過(guò)氧化鋅非線性電阻4與諧振電容器3的出線端相連。本實(shí)施例中，限流阻尼器6由電感L和電阻R相并聯(lián)組成。該限流阻尼器6，用于限制諧振電容器3短接保護(hù)后電能釋放沖擊電流，防止諧振電容器3由于過(guò)流而損壞。該氧化鋅非線性電阻4，能夠在諧振電容器短接保護(hù)后，迅速吸收諧振電容器釋放的電能，確保把諧振電容器3的端電壓控制在額定安全運(yùn)行范圍內(nèi)，確保諧振電容器3能長(zhǎng)期有效的安全運(yùn)行。所以諧振電容器3兩端電壓能夠限制在一個(gè)較低的水平，這樣諧振電容器3的容量可以極大的縮減，其造價(jià)自然會(huì)大幅降低，同時(shí)設(shè)備的體積得到了有效的控制，能大幅降低整套設(shè)備造價(jià)，使限流電抗器I能廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)中。
[0015]智能保護(hù)系統(tǒng)包括并聯(lián)在諧振電容器3兩端的高速渦流開(kāi)關(guān)5，高速渦流開(kāi)關(guān)5通過(guò)安裝在配電柜中的控制器控制其開(kāi)斷。當(dāng)線路中出線短路故障時(shí)，控制器立即控制高速渦流開(kāi)關(guān)合閘，從而在防止諧振電容器3因過(guò)壓而損壞，同時(shí)保證限流電抗器I能夠足夠快的串接回路中限制短路電流的強(qiáng)度。本實(shí)例中高速渦流開(kāi)關(guān)為渦流驅(qū)動(dòng)，真空滅弧室滅弧斷路器。
[0016]為了進(jìn)步一提高諧振電容器的安全性和限制電路故障的短路電流的強(qiáng)度，本實(shí)施例中，智能保護(hù)控制系統(tǒng)還包括雙向可控硅2，該雙向可控硅2并聯(lián)在諧振電容器3兩端。
[0017]工作原理如下:當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，諧振電容器3的端電壓超過(guò)可雙向控硅2導(dǎo)通電壓時(shí)，該雙向可控硅2立即導(dǎo)通，從而把諧振電容器3短接，在防止諧振電容器3因過(guò)壓而損壞，同時(shí)保證限流電抗器I能夠足夠快的串接回路中限制短路電流的強(qiáng)度；當(dāng)諧振電容器3被保護(hù)后，放電阻尼保護(hù)系統(tǒng)立即對(duì)諧振電容器3放電，釋放諧振電容器3內(nèi)的電能；當(dāng)雙向可控硅2通過(guò)的電流小于續(xù)流電流時(shí)，雙向可控硅2立即斷開(kāi)，此時(shí)高速渦流開(kāi)關(guān)5合閘，該諧振電容器3由高速渦流開(kāi)關(guān)保護(hù)；當(dāng)短路故障切除后，線路電流返回正常值時(shí)，控制器發(fā)出分閘命令，高速渦流開(kāi)關(guān)5分閘，使諧振電容器3投入線路運(yùn)行，與限流電抗器I構(gòu)成串聯(lián)諧振，在既保證用戶端電壓的同時(shí)，又可以實(shí)現(xiàn)限流電抗器I的零損耗。
[0018]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，其特征在于:包括安裝在配電柜中的限流電抗器(1)，與所述限流電抗器(I)相串聯(lián)、用于與所述限流電抗器(I)構(gòu)成串聯(lián)諧振的諧振電容器(3)，與所述諧振電容器(3)相并聯(lián)、用于釋放其電能的放電阻尼保護(hù)系統(tǒng)，與所述諧振電容器(3)相連接、用于保護(hù)諧振電容器(3)不被損壞的智能保護(hù)控制系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，其特征在于:所述放電阻尼保護(hù)系統(tǒng)包括限流阻尼器(6)和氧化鋅非線性電阻(4)，所述限流阻尼器(6)的輸入端與所述諧振電容器(3)的進(jìn)線端相連，其輸出端通過(guò)氧化鋅非線性電阻(4)與所述諧振電容器(3)的出線端相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，其特征在于:所述智能保護(hù)系統(tǒng)包括并聯(lián)在諧振電容器(3)兩端的高速渦流開(kāi)關(guān)(5)，所述高速渦流開(kāi)關(guān)(5)通過(guò)安裝在配電柜中的控制器控制其開(kāi)斷。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，其特征在于:所述智能保護(hù)系統(tǒng)還包括雙向可控硅(2)，所述雙向可控硅(2)并聯(lián)在諧振電容器(3)的兩端。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，其特征在于:所述限流阻尼器(6)由電感L和電阻R相并聯(lián)組成。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串聯(lián)諧振零損耗限流裝置，其特征在于:所述高速渦流開(kāi)關(guān)(5)為真空滅弧式斷路器。
【文檔編號(hào)】H02H9/02GK205595772SQ201620336671
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張國(guó)勇
【申請(qǐng)人】安徽尚途電力保護(hù)設(shè)備有限公司