一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于故障电流限制器技术领域，特别涉及一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器。
【背景技术】
[0002]电力系统的迅速发展，单机和发电厂容量、变电站容量、城市和工业中心的负荷和负荷密度的增加，以及电力系统之间的互联，导致现代大电力系统各级电网中的短路电流水平不断增加。围绕着负荷中心大电源的投入更加剧了短路电流水平的增长，系统中部分地区的短路电流已经达到甚至超过断路器的遮断容量，而且上升趋势越来越明显，已经严重威胁到系统的安全运行。一旦发生短路故障，可能会造成故障线路中相关设备烧毁，后果不堪设想。
[0003]高压、超高压以及特高压远距离输电普遍采用同塔双回线路进行输电，以保证送电容量以及可靠性。而目前的故障电流限制器普遍为单回线路设计，需要在双回线路每一回的每一相中分别安装一个故障电流限制器，装备的成本较高且运输安装麻烦。因此，充分考虑并利用好同塔双回输电线路的各回各相线路的电气参数几乎完全相同，输电线路长度相同等特点，本发明提出一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器，符合电力系统发展需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器，其特征在于，该故障电流限制器为双相三柱双绕组结构，包括油箱1、铁心2、气隙3、第一绕组4、第二绕组5、第一绕组出线6、第二绕组出线7、中柱8、第一旁柱9、第二旁柱10 ;具体为铁心
2、第一绕组4、第二绕组5通过油箱I进行封装，第一绕组出线6与第二绕组出线7露出油箱1，第一绕组4与第二绕组5同心同匝数紧密绕制在中柱8周围且绕向相反，第一旁柱9与第二旁柱10的中间高度处分别开有一个气隙3，第一绕组出线6与双回输电线路中的一回输电线的其中一相串联，第二绕组出线7与双回输电线路中的另一回输电线的其中一相串联。
[0005]所述一回输电线的其中一相与另一回输电线的其中一相为同相。
[0006]所述铁心2的材料为硅钢。
[0007]所述气隙3用来控制铁心2的工作点，保证双回输电线路发生短路时铁心2工作在相对磁导率为5000-10000的区域；同时保证双回输电线路正常运行时铁心2工作在相对磁导率为1-200的区域。
[0008]所述第一绕组4、第二绕组5用来保证双回输电线路发生短路时在故障线路中引入大于50欧姆的电抗；同时避免双回输电线路正常运行时在正常线路中引入电抗。
[0009]本发明的有益效果是针对目前故障电流限制器普遍为单回线路设计，存在装备成本高且运输安装麻烦的问题，提出了一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器；在电力系统正常运行时该故障电流限制器不在电力系统中引入电抗，能保证线路正常输送功率的能力；当双回输电线路中的一回线路发生短路故障时，该故障电流限制器可以在故障线路中自动引入电抗，从而有效抑制故障线路的短路电流值，使故障线路的短路电流值在断路器的遮断范围内。
【附图说明】
[0010]图1为一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器示意图。
[0011]图2为铁心的磁化曲线图。
[0012]图中标号:1_油箱、2-铁心、3-气隙、4-第一绕组、5-第二绕组、6-第一绕组出线、
7-第二绕组出线、8-中柱、9-第一旁柱、10-第二旁柱。
【具体实施方式】
[0013]本发明提出一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
[0014]图1所示为一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器示意图，该故障电流限制器为双相三柱双绕组结构，包括油箱1、铁心2、气隙3、第一绕组4、第二绕组5、第一绕组出线6、第二绕组出线7、中柱8、第一旁柱9、第二旁柱10 ;具体为铁心2、第一绕组4、第二绕组5通过油箱I进行封装，第一绕组出线6与第二绕组出线7露出油箱I，第一绕组4与第二绕组5同心同匝数紧密绕制在中柱8周围且绕向相反，第一旁柱9与第二旁柱10的中间高度处分别开有一个气隙3，第一绕组出线6与双回输电线路中的一回输电线的其中一相串联，第二绕组出线7与双回输电线路中的另一回输电线的其中一相串联。
[0015]其中，所述一回输电线的其中一相与另一回输电线的其中一相为同相。
[0016]其中，所述铁心2的材料为硅钢。
[0017]其中，所述气隙3用来控制铁心2的工作点，保证双回输电线路发生短路时铁心2工作在相对磁导率为5000-10000的区域；同时保证双回输电线路正常运行时铁心2工作在相对磁导率为1-200的区域。
[0018]其中，所述第一绕组4、第二绕组5用来保证双回输电线路发生短路时在故障线路中引入大于50欧姆的电抗；同时避免双回输电线路正常运行时在正常线路中引入电抗。
[0019]图2为铁心的磁化曲线图；若双回输电线路中一回输电线的三相分别为ApBpC1,双回输电线路中另一回输电线的三相分别为A2、B2, C2;在A 1与A 2、B 2、(^与C 2中分别单独安装本发明提出的自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器。
[0020]双回输电线路正常运行时，若双回输电线路的电气参数完全相同且输电线路长度完全相等，则第一绕组中的电流I1与第二绕组中的电流i 2完全相等，由于第一绕组与第二绕组同心同匝数反向绕制，故第一绕组与第二绕组产生的总磁动势F = Ni1-Ni2= O (N为绕组匝数)，此时铁心工作点在ο点上，第一绕组与第二绕组的电抗值均为零；考虑实际双回输电线路的电气参数可能存在略微不同，第一绕组中的电流^与第二绕组中的电流i 2不完全相等但近似相等，此时两个绕组产生的总磁动势F = Ni1-Ni2- 0，由于气隙的存在，铁心的工作点在o-a之间，铁心的磁导率较小，两个绕组的电抗均接近于零。即正常运行时不会在双回输电线路里引入电抗。
[0021]当一回输电线路发生单相短路故障时，例如仏短路接地，则与A1连接的第一绕组中的电流I1大于与A2连接的第二绕组中的电流i 2，两个绕组产生的总磁动势F =Ni1-Ni2n 0，此时铁心中的磁场方向与h方向相同，由于气隙的存在，铁心的工作点不会进入饱和区b-c而将处于a-b之间，故障输电线路中第一绕组的电抗值也相应增大，从而抑制短路电流，将短路电流的峰值限制在断路器遮断范围内。对于非故障输电线路，由于i2方向与铁心中的磁场方向相反，故该磁场会在第二绕组上感应出与非故障输电线路电压方向相同的电动势，因而会一定程度上增大非故障线路的电流。当故障输电线路被断路器切开后，只有与A2连接的第二绕组中有电流。当故障排除后重新投切断路器，两回输电线路中的电流又会很快回到相同值，第一绕组与第二绕组中的磁动势回到相互抵消状态，双回输电线路进入正常运行状态。
[0022]当一回输电线路发生两相短路故障时，例如A1, B1发生两相短路故障，与A1连接的第一绕组中的电流、与B1连接的第一绕组中的电流分别增大，从而引起与A1连接的第一绕组和与^连接的第二绕组、与B i连接的第一绕组和与B 2连接的第二绕组中的磁动势均不平衡，进而使仏与A 2、B 2间连接的两台故障电流限制器中铁心的工作点均变到a-b之间，与4连接的第一绕组的电抗值和与B 1连接的第一绕组的电抗值均相应增大，从而抑制短路电流，将短路电流的峰值限制在断路器遮断范围内。故障切除和恢复过程同发生单相短路故障时。
[0023]当一回输电线路发生三相短路故障时，例如A1, B1, C1发生三相短路故障，与A 1连接的第一绕组中的电流、与B1连接的第一绕组中的电流、与C1连接的第一绕组中的电流分别增大，从而引起与A1连接的第一绕组和与A2连接的第二绕组、与B i连接的第一绕组和与82连接的第二绕组、与C i连接的第一绕组和与C 2连接的第二绕组中的磁动势均不平衡，进而使Ag A 2為与B 2、(^与C 2间连接的三台故障电流限制器中铁心的工作点均变到a-b之间，与A1连接的第一绕组的电抗值、与B i连接的第一绕组的电抗值、与C 1连接的第一绕组的电抗值均相应增大，从而抑制短路电流，将短路电流的峰值限制在断路器遮断范围内。故障切除和恢复过程同发生单相短路故障时。
[0024]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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器，其特征在于，该故障电流限制器为双相三柱双绕组结构，包括油箱(I)、铁心(2)、气隙(3)、第一绕组(4)、第二绕组(5)、第一绕组出线￠)、第二绕组出线(7)、中柱(8)、第一旁柱(9)、第二旁柱(10);具体为铁心(2)、第一绕组(4)、第二绕组(5)通过油箱(I)进行封装，第一绕组出线(6)与第二绕组出线(7)露出油箱(I)，第一绕组⑷与第二绕组(5)同心同匝数紧密绕制在中柱⑶周围且绕向相反，第一旁柱(9)与第二旁柱(10)的中间高度处分别开有一个气隙(3)，第一绕组出线(6)与双回输电线路中的一回输电线的其中一相串联，第二绕组出线(7)与双回输电线路中的另一回输电线的其中一相串联。2.根据权利要求1所述一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器，其特征在于，所述一回输电线的其中一相与另一回输电线的其中一相为同相。3.根据权利要求1所述一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器，其特征在于，所述铁心(2)的材料为硅钢。4.根据权利要求1所述一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器，其特征在于，所述气隙(3)用来控制铁心(2)的工作点，保证双回输电线路发生短路时铁心(2)工作在相对磁导率为5000-10000的区域；同时保证双回输电线路正常运行时铁心(2)工作在相对磁导率为1-200的区域。5.根据权利要求1所述一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器，其特征在于，所述第一绕组(4)、第二绕组(5)用来保证双回输电线路发生短路时在故障线路中引入大于50欧姆的电抗；同时避免双回输电线路正常运行时在正常线路中引入电抗。
【专利摘要】本发明公开了属于故障电流限制器技术领域的一种自增电抗型同塔双回输电线路故障电流限制器。该故障电流限制器为双相三柱双绕组结构；铁心、第一绕组、第二绕组通过油箱进行封装；第一绕组与第二绕组同心同匝数紧密绕制在中柱周围且绕向相反，第一旁柱与第二旁柱的中间高度处分别开有一个气隙；第一绕组出线与双回输电线路中的一回输电线的其中一相串联，第二绕组出线与双回输电线路中的另一回输电线的其中一相串联，所述一回输电线的其中一相与另一回输电线的其中一相为同相。双回输电线路正常运行时，不在正常线路中引入电抗；发生短路故障时，故障电流限制器在故障线路中引入大电抗，使短路电流值在断路器的遮断范围内，限流作用明显。
【IPC分类】H02H9/02
【公开号】CN105207190
【申请号】CN201510659085
【发明人】李磊, 李琳
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月12日