一种分布式串联谐振型故障电流限制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统灵活交流输电领域，具体涉及一种分布式串联谐振型故障电流限制器。
【背景技术】
[0002]随着经济发展和用电负荷的迅速增长，近年来电网呈现超/特高压电网加速建设、电网输送容量快速提高、电磁环网增多的特点，导致系统短路电流逐年加大，不少地区的短路容量已经达到甚至超过了断路器的遮断容量，这就为电力系统的安全稳定运行带来了很大的隐患。为解决该问题，业内采用了包括电网解列、母线分裂、安装串联电抗器和高阻抗变压器等手段在内的多种常规技术方案来应对。在新技术方面，加装故障电流限制器(Fault Current Limiter, FCL)是限制电网故障电流超标的有效方法，国内外研宄的技术方案聚焦在串联谐振型、超导型、可控电抗型、并联开关型等方向。理论研宄和工程实践表明，在FCL的诸多实现方案中，串联谐振型故障电流限制器是适用于超高压电网应用的成熟解决方案，具有动作快、不影响系统正常运行的特点。但现有集中式拓扑结构的串联谐振型故障电流限制器存在占地面积大、保护措施复杂、成本较高的缺点，不利于推广应用，因此需要基于串联谐振型故障电流限制原理，对串联谐振型FCL进行优化设计。
【发明内容】
[0003]为了满足现有技术的需要，本实用新型提供了一种分布式串联谐振型故障电流限制器。
[0004]本实用新型的技术方案为:
[0005]所述故障电流限制器包括串联连接的限流电抗器和并联单元；所述并联单元包括旁路开关、阻尼回路，以及依次并联的第一谐振支路、第二谐振支路和金属氧化物限压器；所述旁路开关与阻尼回路相连后并联在所述金属氧化物限压器两端；
[0006]所述第一谐振支路包括依次串联的谐振单元Fi，其中i = 1，2，3，...，η ;所述第二谐振支路包括依次串联的谐振单元F」，其中j = 1，2，3，...，η。
[0007]优选的，所述谐振单元匕和谐振单元F#包括晶闸管阀、电抗器和电容器；所述晶闸管阀与电抗器串联后并联在所述电容器两端；
[0008]优选的，所述晶闸管阀和电容器封装在一个箱体内，或者所述晶闸管阀、电抗器和电容器封装在一个箱体内；
[0009]优选的，所述第一谐振支路与第二谐振支路相连，其中:
[0010]所述第一谐振支路的谐振单元F1,以及所述第二谐振支路的谐振单元匕均与所述限流电抗器相连；
[0011]所述谐振单元Fi和谐振单元F i+1的连接点a i(i+1)，以及所述谐振单元Fj和谐振单元Fj+郝连接点b」?+1)通过导线连接；
[0012]优选的，所述第一谐振支路中谐振单元F1的电抗器与限流电抗器连接，所述第二谐振支路中谐振单元F1的电抗器也与所述限流电抗器连接。
[0013]与最接近的现有技术相比，本实用新型的优异效果是:
[0014]1、本实用新型技术方案中，谐振单元结构紧凑，可以按照η个电容器C的接线方式灵活布置、节约占地面积；
[0015]2、本实用新型技术方案中，采用分布式结构，对每只晶闸管阀的技术参数要求大大降低，从而减小故障电流限制器成本；同时即使单个或多个晶闸管阀发生故障，对故障电流限制器的整体性能影响很小，提高了运行可靠性；
[0016]3、本实用新型技术方案中，每个谐振单元的电容器参数均相同，保证了晶闸管阀的两端电压均相同；每个谐振单元的电抗器参数均相同，保证了流过晶闸管阀的电流均相同；
[0017]4、本实用新型技术方案中，谐振单元可以实现批量化制造、拆卸更换便捷，维护时间和费用均大大降低。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0019]图1:本实用新型实施例中一种分布式串联谐振型故障电流限制器结构图；
[0020]图2:图1中桥臂级分布式串联谐振型故障电流限制器的结构图；
[0021]图3:集中式串联谐振型故障电流限制器。
【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]本发明提供的一种分布式串联谐振型故障电流限制器，采用分布式结构和电力电气模块，通过电力电子模块和电容器组的灵活组合和布置，能够减小故障电流限制器的占地面积，提高其整体可靠性。
[0024]一、本发明提供的分布式串联谐振型故障电流限制器实施例如图1所示，具体为:
[0025]该分布式串联谐振型故障电流限制器包括串联连接的限流电抗器L和并联单元。其中，
[0026]并联单元包括旁路开关CB、阻尼回路D，以及依次并联的第一谐振支路、第二谐振支路和金属氧化物限压器MOV。
[0027](I)旁路开关CB、阻尼回路D、金属氧化物限压器MOV
[0028]旁路开关CB与阻尼回路D相连后并联在金属氧化物限压器MOV两端。
[0029](2)第一谐振支路、第二谐振支路
[0030]①:第一谐振支路包括依次串联的谐振单元Fi，其中i = l，2，3，...，n;
[0031]第二谐振支路包括依次串联的谐振单元Fj，其中j = l，2，3，...，n。
[0032]②:谐振单元Fi和谐振单元F ^均包括晶闸管阀T、电抗器Z和电容器C ;晶闸管阀T与电抗器Z串联后并联在电容器C两端。第一谐振支路和第二谐振支路并联可以降低对晶闸管阀T的技术参数要求，使得故障电流限制器更加容易实现并可靠工作。
[0033]本实施例中，将晶闸管阀T和电容器C封装在一个箱体内，或者将晶闸管阀T、电抗器Z和电容器C封装在一个箱体内，从而利于故障电流限制器安装。
[0034]③:第一谐振支路的谐振单元F1与限流电抗器L相连，第二谐振支路的谐振单元F1*与限流电抗器L相连；谐振单元F i和谐振单元F i+1的连接点a i(i+1)，以及谐振单元Fj和谐振单元Fj+郝连接点b j(j+1)通过导线连接。
[0035]④:第一谐振支路中谐振单元匕的电抗器C的一端与限流电抗器L连接，另一端与谐振单元？2的电抗器C连接；第二谐振支路中谐振单元电抗器C的一端也与限流电抗器L连接，另一端与谐振单元F2的电抗器C连接。
[0036]为满足不同工况的要求，技术人员可以调整分布式串联谐振型故障电流限制器中第一谐振支路和第二谐振支路的谐振单元的数目，例如当η = 2时得到的桥臂级分布式串联谐振型故障电流限制器如图2所示:
[0037]第一谐振支路和第二谐振支路的电容器C形成H桥结构，晶闸管阀T和电抗器Z分布在H桥结构的四个桥臂上。本实施例中可以将晶闸管阀T和电抗器Z封装在一个箱体内，将该箱体随着电容器灵活布置，从而减小占地面积。
[0038]二、本实施例中将分布式串联谐振型故障电流限制器接入电网，其工作过程为:
[0039]1、当电网正常运行时:
[0040]并联单元中的电容器C与限流电抗器L谐振，通过预置调整故障电流限制器中各元器件的参数，使得故障电流限制器呈现零阻抗状态，从而不改变电网的正常运行状态。
[0041]2、当电网发生短路故障时:
[0042]并联单元中的晶闸管阀T接收上位机发送的导通指令，将电容器C旁路，使得故障电流限制器呈现为高阻抗状态，达到限制故障电流的目的。
[0043]金属氧化物限压器MOV，用于防止η个电容器C组成的串联支路由于过电压损毁，将η个电容器C组成的串联支路承受的短时过电压限制在合理范围内。
[0044]旁路开关CB，用于旁路η个电容器C组成的串联支路。
[0045]阻尼回路D，用于限制串联电容器C的放电电流。
[0046]本实施例中，晶闸管阀T可以在Ims内触发导通，电抗器Z用于限制晶闸管阀T的电流变化速度，晶闸管阀T采用自然冷却方式，不能长期导通。旁路开关CB的合闸时间约为30ms，可以长时间导通。晶闸管阀T和旁路开关CB配合工作，从而旁路η个电容器C串联支路:
[0047]当电网发生短路故障后，晶闸管阀T首先导通，当旁路开关CB合闸后，晶闸管阀T闭锁，将η个晶闸管阀T组成的串联支路的支路电流转移至旁路开关CB所在支路上。
[0048]最后应当说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
【主权项】
1.一种分布式串联谐振型故障电流限制器，其特征在于，所述故障电流限制器包括串联连接的限流电抗器和并联单元；所述并联单元包括旁路开关、阻尼回路，以及依次并联的第一谐振支路、第二谐振支路和金属氧化物限压器；所述旁路开关与阻尼回路相连后并联在所述金属氧化物限压器两端； 所述第一谐振支路包括依次串联的谐振单元Fi，其中i = 1，2，3，...，η ;所述第二谐振支路包括依次串联的谐振单元F」，其中j = 1，2，3，...，η。2.如权利要求1所述的故障电流限制器，其特征在于，所述谐振单元Fi和谐振单元Fj均包括晶闸管阀、电抗器和电容器；所述晶闸管阀与电抗器串联后并联在所述电容器两端。3.如权利要求2所述的故障电流限制器，其特征在于，所述晶闸管阀和电容器封装在一个箱体内，或者所述晶闸管阀、电抗器和电容器封装在一个箱体内。4.如权利要求1所述的故障电流限制器，其特征在于，所述第一谐振支路与第二谐振支路相连，其中: 所述第一谐振支路的谐振单元F1,以及所述第二谐振支路的谐振单元F1均与所述限流电抗器相连； 所述谐振单元Fi和谐振单元F i+1的连接点a i(i+1)，以及所述谐振单元Fj和谐振单元F J+1的连接点bj(j+1)通过导线连接。5.如权利要求4所述的故障电流限制器，其特征在于，所述第一谐振支路中谐振单元F1的电抗器与限流电抗器连接，所述第二谐振支路中谐振单元F1的电抗器也与所述限流电抗器连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种分布式串联谐振型故障电流限制器，包括串联连接的限流电抗器和并联单元；并联单元包括旁路开关、阻尼回路，以及依次并联的第一谐振支路、第二谐振支路和金属氧化物限压器；旁路开关与阻尼回路相连后并联在金属氧化物限压器两端；第一谐振支路包括依次串联的谐振单元Fi，i＝1,2,3,...,n；第二谐振支路包括依次串联的谐振单元Fj，j＝1,2,3,...,n。与现有技术相比，本实用新型提供的一种分布式串联谐振型故障电流限制器，结构紧凑、布置灵活、占地面积小，并且无需配置均压和均流设备。
【IPC分类】H02H9/02
【公开号】CN204651916
【申请号】CN201520382199
【发明人】刘慧文, 詹雄
【申请人】国家电网公司, 南京南瑞集团公司, 中电普瑞科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月4日