专利名称：导通型交流故障电流限制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种导通型交流故障电流限制电路，特别涉及一种于交流电源系统发生短路时有效限制故 障电流的电路。
背景技术：
现在工业配电系统已相当进步，但因机器或线路绝缘不良、雷击或开关突波、人为疏失等原因，即使未来科技再进步，造成的短路故障仍然无法完全避免。当故障发生时，会产生很大的短路电流，保护设备必须迅速将故障的机器或线路隔离，防止短路电流继续流通，减少电力系统因短路电流造成的设备损伤及停电区域。已知有用断路装置(如断路器或熔丝等)来隔离短路电流，若短路电流过大，断路装置的消弧能力不足，无法完全启断电弧隔离短路电流，造成断路装置承受电流超出负荷而过热爆炸，严重危及用电的本质安全。所以设计上需先计算各汇流排回路发生短路故障的电流大小，以选用足够消弧能力的断路装置。然而，随着上游供电回路及发电机组的增加和负载用电回路的扩充，遂造成既有供电回路短路的故障电流增加，关系到断路装置和供电设备本身的操作安全，若要将整体断路装置更新换代在实务上实施困难且投资成本高；另外，对于新置供电设备规划设计，如广泛采较大容量的断路装置，将造成投资成本过高；一般传统改善方式在电源系统中串联限制故障电流的电感器，但所述电感器在正常供电过程中会造成供电稳定度的问题。
发明内容
本发明提供一种导通型交流故障电流限制电路，用以克服传统电源系统中仅使用电感器来限制故障电流，造成正常运作中会产生电压不稳定的缺点。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下本发明提供了一种导通型交流故障电流限制器，包括有至少一负阻抗元件，所述负阻抗元件装设于供电输入系统与负载输出系统之间，用以提供负阻抗；至少一正阻抗元件，串联设于所述负阻抗元件的一侧，用以提供正阻抗；以及至少一旁路开关，与所述负阻抗元件并联，用以提供旁路效果。根据本发明的构思，所述负阻抗元件与正阻抗元件的阻抗值可相互抵消。根据本发明的构思，所述旁路开关的一侧串联设有一正阻抗元件，用以提供正阻抗。根据本发明的构思，所述正阻抗元件为电感器。根据本发明的构思，所述负阻抗元件为电容器。根据本发明的构思，所述旁路开关为半导体型开关。也就是说，本发明提供的导通型交流故障电流限制器实质上为一电流调整电路，包括有至少一负阻抗元件、至少一正阻抗元件及至少一旁路开关；所述负阻抗元件为电容器，装设于供电输入系统与负载输出系统之间以提供负阻抗，所述正阻抗元件为电感器，串联设于负阻抗元件的一侧提供正阻抗，所述旁路开关为半导体型开关，与负阻抗元件并联；上述的负阻抗元件与正阻抗元件的阻抗值可相互抵消，当负载输出系统发生短路产生大电流时，可通过导通旁路开关提供旁路效果，让故障电流不需通过负阻抗元件，直接经由正阻抗元件使供电输入系统的等效内阻抗增加，达到限制故障电流的目的，让断路装置得以顺利隔离短路故障。本发明在改良现有电源系统串联电感器降低故障电流，产生电压不稳定的问题上，利用负阻抗元件 串联正阻抗元件，当无短路事故时阻抗值可相互抵消，且不会影响供电电压的稳定度，若导通型交流故障电流限制器检测到短路电流时，即马上导通旁路开关让短路电流不需通过负阻抗元件，而转由正阻抗元件来流通达到限制短路电流的目的。本发明提供的导通型交流故障电流限制电路，可在短路故障时利用旁路开关，让短路电流直接经正阻抗元件，使供电输入系统的等效内阻抗增加；另外，旁路开关可串联一正阻抗元件，在导通旁路开关时，所述正阻抗元件额外提供正阻抗值，方便供电输入系统依需求调整阻抗值；上述的正阻抗元件为可为电感器。由上述说明，本发明具有下列各项有益功效负阻抗元件与正阻抗元件的阻抗值可相互抵消，搭配旁路开关的切换设计可有效限制短路电流，使断路装置能确实的隔离短路事故。负阻抗元件上并联数个旁路开关，可防止单一旁路开关故障导通失效。旁路开关输出还可串联一正阻抗元件，在导通时可提供额外的正阻抗值，方便供电输入系统作阻抗值调整。
图I :系为本发明导通型交流故障电流限制电路单相等效电路简图。图2 :系为本发明的导通旁路开关运作图。图3 :系为本发明的并联数个旁路开关电路图。图4 :系为本发明的另一实施例电路图。
具体实施例方式请参照图I所示，本发明导通型交流故障电流限制电路实质上为一电流调整电路I，其包括有一负阻抗元件11，所述负阻抗元件11装设于供电输入系统2与负载输出系统3之间以提供负阻抗；所述负阻抗元件11可为电容器。一正阻抗元件12，串联设于负阻抗元件11的一侧提供正阻抗；所述正阻抗元件12可为电感器。一旁路开关13，所述旁路开关13与负阻抗元件11并联，可提供旁路效果让故障电流不需通过负阻抗元件11，直接经由正阻抗元件12使供电输入系统2的等效内阻抗增加；所述旁路开关13可为半导体型开关。请参照图I所示，本发明正常运作时，供电输入系统2供应电源流经电流调整电路I的负阻抗元件11及正阻抗元件12至负载输出系统3，因负阻抗元件11与正阻抗元件12的阻抗值可相互抵消故不会产生压降的情况，连接于电流调整电路I 一侧的断电装置4也正常导通供电，不影响供电稳定度；请参照图2所示，当负载输出系统3若发生短路时造成供电输入系统2产生短路电流，所述电流调整电路I侦测有短路产生的大电流时，即导通旁路开关13以提供一旁路，让供电输入系统2的电压不需通过负阻抗元件11，直接经由正阻抗元件12提供正阻抗值，使供电输入系统2的等效内阻抗增加，达到限制故障电流的目的，让断路装置4顺利隔离短路故障，及让负载输出系统3内的断路装置31隔离故障的负载32，避免短路事故的影响区域扩大而造成长时间的停电，可提高负载输出系统3的用电安全。当排除短路事故时所述电流调整电路I侦测输出电流偏低，即截止旁路开关13的导通，让供电输入系统2经由负阻抗元件11与正阻抗元件12正常输出供电，上述的运作可有效的限制电流，让断路装置有效发挥隔离短路的功能，以保护负载输出系统3的用电设备请参照图3所示，上述的实施例的负阻抗元件11上可并联数个旁路开关13，且能同时切换导通，以防止单一旁路开关13故障导通失效，所造成电流调整电路I无法发挥限制电流的功能。请参照图4所示，本发明有另一实施例，在旁路开关13的一侧还串联设有一正阻抗元件12，在导通时可提供额外的正阻抗值，方便供电输入系统2在负阻抗元件11及正阻抗元件12之间的阻抗值作调整；所述正阻抗元件12可为电感器。
权利要求
1.一种导通型交流故障电流限制电路，其特征在于，包括有 至少ー负阻抗元件(11)，所述负阻抗元件(11)装设于供电输入系统(2)与负载输出系统⑶之间，用以提供负阻杭； 至少一正阻抗元件(12)，串联设于所述负阻抗元件(11)的ー侧，用以提供正阻杭；以及 至少ー旁路开关(13)，与所述负阻抗元件(11)并联，用以提供旁路效果。
2.如权利要求I所述的导通型交流故障电流限制电路，其特征在于，所述负阻抗元件(11)与正阻抗元件(12)的阻抗值可相互抵消。
3.如权利要求I所述的导通型交流故障电流限制电路，其特征在于，所述旁路开关(13)的ー侧串联设有一正阻抗元件(12)，用以提供正阻杭。
4.如权利要求I至3中任一项所述的导通型交流故障电流限制电路，其特征在于，所述正阻抗元件(12)为电感器。
5.如权利要求I至3中任一项所述的导通型交流故障电流限制电路，其特征在于，所述负阻抗元件(11)为电容器。
6.如权利要求I至3中任一项所述的导通型交流故障电流限制电路，其特征在于，所述旁路开关(13)为半导体型开关。
全文摘要
一种导通型交流故障电流限制电路，其实质上为一电流调整电路，其包括有一负阻抗元件，所述负阻抗元件装设于供电输入系统与负载输出系统之间以提供负阻抗，所述负阻抗元件可为电容器；一正阻抗元件，串联设于负阻抗元件的一侧提供正阻抗，所述正阻抗元件可为电感器；一旁路开关，与所述负阻抗元件并联，可提供旁路效果让故障电流不需通过负阻抗元件，而直接经由正阻抗元件使供电输入系统的等效内阻抗增加，达到限制故障电流的目的，让电源系统的断路装置得以顺利隔离短路故障，避免短路事故的影响区域扩大及长时间的停电。
文档编号H02H9/02GK102623981SQ201110034678
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者黄瑞坤 申请人:易丰兴业有限公司