混合开关式故障限流模块以及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及电力电子器件领域，尤其涉及一种混合开关式故障限流模块以及装置。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的发展，电力系统也在迅速发展。用电量的飞速增加，短路电流水平也随之飞升，超过了断路器的开断容量，使得抑制短路电流成为目前亟待解决的问题。故障限流器能够降低故障电流峰值，减轻断路器的开断负担，提高线路的输电能力，是一种较为可行的抑制短路电流的解决方案。
[0003]目前的故障限流器主要可分为新型材料型和电力电子型。新型材料型故障限流器主要有超导型故障限流器和热敏电阻型故障限流器。超导型故障限流器同时具有检测、转换和限流功能，限流速度快，是故障限流器重要的发展方向，但目前短路电流下超导材料失超存在安全保护问题，需要复杂的保护回路，影响系统运行的稳定性，而且其需要配套的制冷设备或整流设备，能耗较大。
[0004]电力电子型限流器主要有固态限流器和谐振型限流器。固态限流器的优点是控制迅速、灵活，但目前造价较高，体积较大，在大功率系统中，能耗也很大;谐振型限流器可以迅速限制短路电流，正常运行时还可以起到串补作用，但其中的电抗器功率损耗较大，运行维护成本高。因此目前故障限流器主要存在的问题是，正常运行时损耗较大，造价高，体积大，控制和保护回路复杂。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种混合开关式故障限流模块以及装置，以克服上述技术问题。
[0006]本发明混合开关式故障限流模块，包括:
[0007]限流电阻抗、电抗器、快速真空开关、电力电子开关、接线端；
[0008]所述电抗器一端与所述快速真空开关串联，所述电力电子开关、所述限流电阻抗分别并联在串联的所述电抗器和所述快速真空开关的两端，所述接线端由串联的所述电抗器和所述快速真空开关的两端引出。
[0009]进一步地，所述电抗器还可以由热敏电阻等具有大电流时阻抗增大的元件代替。
[0010]进一步地，所述限流电阻抗为为电抗器或者电阻器等具有限流功能的元件。
[0011]进一步地，所述快速真空开关包括快速斥力机构和真空灭弧室。
[0012]进一步地，所述电力电子开关为晶闸管或者可关断场效应管等具有导通和关断线路能力的电力电子开关。
[0013]本发明还提供一种混合开关式故障限流装置，包括:至少两个所述的混合开关式故障限流模块。
[0014]本发明基于电力电子型和新型材料型故障限流装置，提出了一种全新的混合开关式故障限流模块。一方面正常运行时利用真空开关合闸承担线路电流，运行损耗极小，另一方面在故障时利用真空开关快速分闸将故障电流转移到电力电子开关回路，再由电力电子开关在故障电流过零时关断，将故障电流转移到阻抗回路中，实现故障电流快速限流，安全可靠，同时可以根据线路电压等级和短路电流容量，利用多个故障限流模块组成更高电压等级的故障限流器，解决了高压线路上故障限流器的问题。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本发明混合开关式故障限流模块电路原理图；
[0017]图2为本发明混合开关式故障限流装置电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]图1为本发明混合开关式故障限流模块结构示意图，如图1所示，本实施例的模块可以包括:
[0020]限流电阻抗101、电抗器102、快速真空开关103、电力电子开关104、接线端105、106；
[0021]所述电抗器102—端与所述快速真空开关103串联，所述电力电子开关104、所述限流电阻抗101分别并联在串联的所述电抗器102和所述快速真空开关103的两端，所述接线端105、接线端106由串联的所述电抗器和所述快速真空开关的两端引出。
[0022]进一步地，所述电抗器为热敏电阻。
[0023]进一步地，所述限流电阻抗为电抗器或者电阻器。
[0024]进一步地，所述快速真空开关包括快速斥力机构和真空灭弧室。
[0025]进一步地，所述电力电子开关为晶闸管或者可关断场效应管。
[0026]具体来说，本实施例中限流阻抗为40.5kV/40kA/6.3mH电抗器、电抗器为220V/40kA/16yH的电抗器、快速真空开关为使用快速斥力构的40.5kV/40kA的真空开关、电力电子开关为40.5kV/5kA的双向晶闸管;本实施例可实现电压等级40.5kV，限流阻抗2 Ω的故障限流器。
[0027]图2为本发明混合开关式故障限流装置电路原理图，如图2所示，本实施例装置，包括两个图1所示的混合开关式故障限流模块，两个模块由接线端201和接线端202串联连接。本实施例中，限流阻抗为40.5kV/40kA/6.3mH电抗器、电抗器为220V/40kA/16yH的电抗器、快速真空开关为使用快速斥力构的40.5kV/40kA的真空开关、电力电子开关为40.5kV/5kA的双向晶闸管;本实施例可实现电压等级72.5kV，限流阻抗4Ω的故障限流器。。
[0028]本发明的混合开关式故障限流装置的具体工作流程为:
[0029]在正常运行时，所述电力电子开关处于关断状态，所述快速真空开关处于合闸状态，导通线路承载电流；
[0030]在检测到故障时，迅速导通所述电力电子开关，同时使所述快速真空开关分闸，将故障电流转移到所述电力电子开关支路中；
[0031]当电流过零时，所述电力电子开关关断，将故障电流转移到所述限流阻抗支路中，实现故障电流的快速限流。
[0032]本发明基于电力电子型和新型材料型故障限流器，提出了一种全新的混合开关式故障限流模块。一方面正常运行时利用真空开关合闸承担线路电流，运行损耗极小，另一方面在故障时利用真空开关快速分闸将故障电流转移到电力电子开关回路，再由电力电子开关在故障电流过零时关断，将故障电流转移到阻抗回路中，实现故障电流快速限流，安全可靠，同时可以根据线路电压等级和短路电流容量，利用多个故障限流模块组成更高电压等级的故障限流器，解决了高压线路上故障限流器的问题。
[0033]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种混合开关式故障限流模块，其特征在于，包括: 限流电阻抗、电抗器、快速真空开关、电力电子开关、接线端； 所述电抗器一端与所述快速真空开关串联，所述电力电子开关、所述限流电阻抗分别并联在串联的所述电抗器和所述快速真空开关的两端，所述接线端由串联的所述电抗器和所述快速真空开关的两端引出。2.根据权利要求1所述的混合开关式故障限流模块，其特征在于，所述电抗器还可以由热敏电阻等具有大电流时阻抗增大的元件代替。3.根据权利要求1所述的混合开关式故障限流模块，其特征在于，所述限流电阻抗为电抗器或者电阻器等具有限流功能的元件。4.根据权利要求1所述的混合开关式故障限流模块，其特征在于，所述快速真空开关包括快速斥力机构和真空灭弧室。5.根据权利要求1所述的混合开关式故障限流模块，其特征在于，所述电力电子开关为晶闸管或者可关断场效应管等具有导通和关断线路能力的电力电子开关。6.—种混合开关式故障限流装置，其特征在于，包括:至少两个权利要求1所述的混合开关式故障限流模块。
【专利摘要】本发明提供一种混合开关式故障限流模块以及装置，包括：限流阻抗、电抗器、快速真空开关、电力电子开关、接线端；所述电抗器、快速真空开关和电力电子开关组成混合开关，再与限流电阻抗并联，由接线端串联在线路上；在正常运行时，电力电子开关处于关断状态，快速真空开关处于合闸状态，导通线路承载电流；在检测到故障时，迅速导通电力电子开关，同时使快速真空开关分闸，将故障电流转移到电力电子开关支路中，当电流过零时，电力电子开关关断，将故障电流转移到限流电阻抗支路中。本发明可用于高压电力系统中，实现了故障电流的迅速可靠限流，结构简单，控制系统简单，功耗低，解决了目前高压电力系统短路故障电流可靠、经济、安全限流的问题。
【IPC分类】H02H9/02
【公开号】CN105429121
【申请号】CN201511004992
【发明人】黄智慧, 邹林, 邹积岩, 邹啟涛, 王永兴, 丛吉远
【申请人】大连理工大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月28日