l的下方，并与第一转动衔铁rl的底端面右端顶接；第一杠杆Pl的右端设置在上可移动铁芯DT2的下方，并与上可移动铁芯DT2的底端面左端顶接；第一杠杆Pl的支点固定在设备外壳上。
[0029]第二磁路调整机构包括第二电磁铁T5、第二感应绕组W4、第二转动衔铁r2、第二电流互感器CTA2和第二杠杆p2。
[0030]第二感应绕组W4绕制在N型第二电磁铁T5的左侧柱上，第二感应绕组W4的d7、d8端与第二电流互感器二次绕组W6的d3、d4端连接。第二转动衔铁r2的左端铰接在N型第二电磁铁T5左侧柱的底端，第二转动衔铁r2的右端对应N型第二电磁铁T5的右侧柱设置。
[0031]第二杠杆P2的左端设置在第二转动衔铁r2的下方，并与第二转动衔铁r2的底端面右端顶接；第二杠杆P2的右端设置在下可移动铁芯DTl的下方，并与下可移动铁芯DTl的底端面左端顶接；第二杠杆P2的支点固定在设备外壳上。
[0032]本发明在使用时，串联在三相交流电网的每一相线路中。在电网正常运行状态下，由于串联在三相线路中的两个匝数相同的绕组在初始闭合铁芯磁路中所产生的磁通大小相等且方向相反，使得闭合铁芯磁路中的磁通为零，导致两个绕组的阻抗为参数很小的漏抗，对电网基本没有影响；当电网中线路上发生短路故障时，利用电流互感器感应的短路电流所产生的巨大电磁力，自动触发改变串联在三相线路中绕组的初始磁路，并形成两个新的独立的闭合磁路，每个闭合磁路的磁通量最大，使得每个绕组的阻抗变为参数较大的电抗，达到限制短路电流的效果。
[0033]由于三相交流电网中的每相线路中所串联的该自触发式限流电抗器部分完全相同，因此下面以将本发明串接在A相中的部分为例，对本发明的工作原理进行详细说明。
[0034]如图1所示，电网中A相的进线接Al端，Al端接第一绕组线圈Wl的e端，第一绕组线圈Wl的f端接第二绕组线圈W2的g端，第二绕组线圈W2的h端经导线穿过第一电流互感器CTAl和第二电流互感器CTA2的铁芯后接电网A相的出线A2端，第一电流互感器二次绕组W5的dl端接第一感应绕组W3的d5端，第一电流互感器二次绕组W5的d2端接第一感应绕组W3的d6端；第二电流互感器二次绕组W6的d3端接第二感应绕组W4的d7端，第二电流互感器二次绕组W6的d4端接第二感应绕组W4的d8端。
[0035]当电网处于正常运行状态时，三相线路中的额定电流都比较小，且都小于额定电流，由于流入本发明中第一电流互感器CTAl和第二电流互感器CTA2的一次侧电流较小，第一电流互感器二次侧绕组W5和第二电流互感器二次侧绕组W6感应的电流较小，该感应电流流经第一感应绕组W3和第二感应绕组W4时，在第一电磁铁T4和第二电磁铁T5中产生的磁通也较小，无法产生足够大的吸力使第一转动衔铁rl和第二转动衔铁r2吸合；磁路调整机构分别利用两个衔铁的重力使得第一杠杆Pl和第二杠杆P2维持平衡，支撑上可移动铁芯DT2和下可移动铁芯DTl处于较高位置，使得主磁路处于初始状态，即:下可移动铁芯DT1、第二铁芯T2和第一铁芯Tl形成初始闭合磁路，如图2所示；同时使上可移动铁芯DT2与主磁路中的第二铁芯T2之间保持一定的间隙δ，下可移动铁芯DTl与主磁路中的第三铁芯Τ3之间保持一定的间隙δ ;如图2所示。
[0036]由于匝数和绕向相同的第一绕组线圈Wl和第二绕组线圈W2分别安置在此闭合磁路中的两个不同的水平铁芯柱上，第一绕组线圈Wl和第二绕组线圈W2在该闭合磁路中所产生的磁通是相反的，并互相抵消，导致在第一绕组线圈Wl和第二绕组线圈W2上不会产生感应电压，即绕组第一绕组线圈Wl和第二绕组线圈W2的阻抗为阻值很小的漏抗，使得本发明在电网线路中的串联阻抗很小，对正常运行状态下的电网无功和功率分布都基本没有影响。
[0037]当电网中的线路上发生短路故障时，第一电流互感器二次绕组W5和第二电流互感器二次绕组W6感应的电流巨大，使得本发明中两个电流互感器的二次绕组感应足够大的电流，该感应电流分别在第一电磁铁T4和第二电磁铁T5中产生足够大的吸力，使得第一转动衔铁rI和第一电磁铁T4的右侧柱吸合，第二转动衔铁r2和第二电磁铁T5的右侧柱吸合，导致主磁路中的两个可移动铁芯失去底部支撑力，在重力作用下，下可移动铁芯DTl坠落在第三铁芯T3上，上可移动铁芯DT2坠落在第二铁芯T2上，构成了两个新的闭合磁路；如图3所示。同时之前由下可移动铁芯DT1、第二铁芯T2和第一铁芯Tl构成的初始闭合磁路则被断开。
[0038]此时，第一绕组线圈Wl和第二绕组线圈W2分别处于两个不同的新闭合磁路中，在两个绕组线圈上都会产生自感电压，使得第一绕组线圈Wl和第二绕组线圈W2的阻抗值由很小的漏抗变成较大数值的自阻抗；该增加的自阻抗串联在线路中起到了限制短路电流的效果。
[0039]当电网中线路上的短路故障被切除时，由于线路中的电流减少到额定电流之下，使得自触发式电网串联限流电抗器中第一电流互感器二次绕组W5和第二电流互感器二次绕组W6中感应的电流减小，在两个电磁铁中产生的磁通也减小，导致电磁铁的吸力降低，无法维持转动衔铁的吸合状态；两个转动衔铁分别坠落，即第一转动衔铁rl的重力使得第一杠杆Pl转动，将上可移动铁芯抬起；第二转动衔铁r2的重力使得第二杠杆p2转动，将下可移动铁芯抬起，从而使得主磁路中下可移动铁芯DTl和上可移动铁芯DT2分别向上移动并回到初始位置，也就是说主磁路恢复到初始状态。同时在短路故障期间形成的两个闭合磁路分别被断开，自触发式电网串联限流电抗器的阻抗参数也由故障期间的较大数值自动恢复到初始状态下很小的数值。
[0040]以上所述仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.自触发式限流电抗器，其特征在于:包括构成磁路的铁芯、绕制在铁芯上匝数相同的两个绕组线圈以及用于改变磁路结构的磁路调整机构；所述铁芯包括成目字型结构设置的三个固定铁芯和两个可移动铁芯，两个绕组线圈串联连接且同向绕制在目字型铁芯的中间两根水平铁芯柱上；所述磁路调整机构通过改变两个可移动铁芯与三个固定铁芯之间的位置关系来改变铁芯的磁路结构；当电网不需要限制线路负载电流时，两个绕组线圈处于同一个闭合磁路中，闭合磁路中磁通为零，串入电网的阻抗值为零；当电网需要限制线路负载电流时，两个绕组线圈分别处于两个不同的闭合磁路中，每个闭合磁路的磁通量最大，串入电网的阻抗值为最大值。2.根据权利要求1所述的自触发式限流电抗器，其特征在于:所述三个固定铁芯包括第一铁芯(Tl)、第二铁芯(T2)和第三铁芯(T3)，第一铁芯(Tl)由平行设置的四根水平铁芯柱和一根连接四根水平铁芯柱右端的竖直铁芯柱构成；第三铁芯(T3)为一竖直铁芯柱，第三铁芯(T3)位于第一铁芯(Tl)的左侧，第三铁芯(T3)的底端与最下方水平铁芯柱的左端部连接；第二铁芯(T2)为一竖直铁芯柱，第二铁芯(T2)同轴设置在第三铁芯(T3)正上方，第二铁芯(T2)的中部连接第二水平铁芯柱的左端部；所述两个可移动铁芯包括上可移动铁芯(DT2)和下可移动铁芯(DTl )，上可移动铁芯(DT2)连接或断开第二铁芯(T2)的顶端与最上方水平铁芯柱的左端部，下可移动铁芯(DTl)设置在第二铁芯(T2)的底端与第三铁芯(T3)的顶端之间，实现第二铁芯(T2)与第三水平铁芯柱的断开与连接以及第三铁芯(T3)与第三水平铁芯柱的断开与连接。3.根据权利要求2所述的自触发式限流电抗器，其特征在于:所述磁路调整机构包括电磁铁、电流互感器以及铰接在电磁铁底端的转动衔铁，电磁铁上绕制有感应绕组，感应绕组与电流互感器的二次绕组连接，所述转动衔铁的另一端和可移动铁芯之间通过杠杆连接。4.根据权利要求3所述自触发式限流电抗器，其特征在于:所述磁路调整机构设置有两套，第一磁路调整机构中的第一杠杆右端顶接上可移动铁芯(DT2)的下端面，第二磁路调整机构中的第二杠杆右端顶接下可移动铁芯(DTl)的下端面。5.根据权利要求3或4所述的自触发式限流电抗器，其特征在于:所述电磁铁为N型结构，N型电磁铁的左侧柱长度大于右侧柱长度；所述感应线圈绕制在N型电磁铁的左侧柱上，转动衔铁的一端铰接在左侧柱的底端，转动衔铁的另一端对应右侧柱设置。
【专利摘要】一种自触发式限流电抗器，包括构成磁路的铁芯、绕制在铁芯上匝数相同的两个绕组线圈以及用于改变磁路结构的磁路调整机构，所述铁芯包括成目字型结构设置的三个固定铁芯和两个可移动铁芯，两个绕组线圈串联连接且同向绕制在目字型铁芯的中间两根水平铁芯柱上；所述磁路调整机构通过改变两个可移动铁芯与三个固定铁芯之间的位置关系来改变铁芯的磁路结构。本发明通过利用短路电流产生的电磁力改变铁芯位置以实现改变磁通路径和改变绕组阻抗参数，达到限制短路电流的目的；具有结构简单、运行可靠、能够自动触发并可重复动作的特点。
【IPC分类】H01F27/30, H01F27/24, H01F29/10, H02H9/02
【公开号】CN104992825
【申请号】CN201510429535
【发明人】董清, 颜湘武
【申请人】董清
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月21日