瞬变电抗式电网短路故障限流器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及限流器，尤其是一种瞬变电抗式电网短路故障限流器。适用于电 力系统的短路安全保护。
【背景技术】
[0002] 近年来，电力系统容量逐年增加，电网短路电流也随之增大，目前已成为制约电网 运行和发展的重要因素。因此，限制电力系统短路电流已成为一个正待解决的问题。
[0003] 故障限流器的开发研制，开辟了提高交流输电线和输电网运行整体控制能力，为 高压和超高压输电性能的创新改造指出了方向。
[0004] 故障限流器(FCL)早在70年代出现在国内的文献中，但真正受到重视和快速发展 是在柔性交流输电技术提出以后，从近十年的发展来看可以将故障限流器分为两大类:第 一类是采用功率电子器件控制线路阻抗的限流器，第二类就是采用具有特殊性质的材料作 为限流器的基本组成部分。
[0005] 目前国内外电力设备制造厂所能生产的大部分高压断路器中，电压等级在500kV 及以上的额定短路开断电流一般在63kA以下，很难满足系统需要开断较大短路电流的要 求，而且随着电网容量的不断扩大和全国联网的不断加强，这种矛盾会越来越突出。尽管采 用改变电网结构的方法可以解决电网短路电流的抑制问题，但同时损害了电网运行的灵活 性与经济性，同时也增加了不同段上母线负荷变化的调配难度。因此，如何限制系统短路故 障电流已成为现代电网发展中所面临的一个不可回避的重大技术和经济问题。
[0006] 电力系统短路故障对高压电气设备本身和系统的正常运行具有很大的危害性。 短路故障造成系统中巨大的功率分布的突变，发电机的输出功率也相应发生急剧变化。无 论在哪一点发生短路，均可能导致并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，危及大电网 的安全。
[0007] 目前电网对故障限流器的一般要求如下：
[0008] (1)正常运行时，限流装置呈低阻抗或零阻抗状态，系统的有功率和无功率损耗 小，对系统无任何影响（降为零）；
[0009] (2)故障发生后，装置应能在极短时间内（25毫秒)动作，在故障电流到达第一个峰 值前有效限制短路电流；
[0010] (3)动作时不引起系统暂态振荡、过电压等副作用；
[0011] (4)设备的成本及运行费用低，可以承受的体积和重量，可靠性高，维修和维护费 用低。
[0012] 现有故障限流器(FCL)技术主要有：
[0013] 1、串联短路故障限流器；
[0014] 2、永磁饱和串联短路电力电子限流器； _] 3、氧化锌式故障限流器；
[0016] 4、超导式故障限流器；
[0017]据现场运行考察，现有的限流器技术均很难满足在500kV以上及冲击电流超过 80kA的冲击水平。
[0018] 此外，大部分大容量500kV电压等级限流器造价均超过8000万元，这是限流器装置 无法在工程中推行的另一个重要原因。
【发明内容】
[0019] 本实用新型要解决的技术问题是：提供一种安全可靠，造价相对较低的大容量 500kV及以上电压等级的瞬变电抗式电网短路故障限流器。
[0020] 本实用新型所采用的技术方案是:瞬变电抗式电网短路故障限流器，其特征在于： 所述限流器由电抗变压器组件、滑动与接触组件、金属封闭罩、操作机构和绝缘平台组成， 其中：
[0021] 所述电抗变压器组件由硅钢片叠成回字形的铁芯，铁芯两侧为由裸铜线绕制而成 的串联形式的线圈，铁芯与裸铜线之间设有绝缘套管，裸铜线外露部分与绝缘套管外表面 齐平；
[0022] 所述滑动与接触组件由滑动导电环、导电圆桶体、弹簧触指、陶瓷灭弧环、导电滑 杆、分闸加速弹簧、合闸位导电底板和绝缘垫板组成，所述滑动导电环经弹簧触指可压紧滑 动的套在绝缘套管外面，陶瓷灭弧环嵌于滑动导电环的下内壁，导电圆桶体一端与滑动导 电环连接、另一端的底部沿口可分离的与合闸位导电底板接触，该合闸位导电底板固定在 绝缘垫板上;所述导电滑杆滑动配合穿过滑动导电环，导电滑杆上端与电力进线连接、下端 与合闸位导电底板相连并固定于绝缘垫板；
[0023] 所述操作机构包括动力部分、绝缘拉杆和密封波纹管，绝缘拉杆一端与滑动导电 环连接、另一端连接于动力部分，绝缘拉杆外套有密封波纹管；
[0024] 上述电抗变压器组件和滑动与接触组件密封于金属封闭罩内，且除动力部分外的 其余部件均固定在绝缘平台上，平台由绝缘支柱支撑在地面上。
[0025] 所述合闸位导电底板呈圆环形，其上装有缓冲装置，缓冲装置包括两环导电板及 夹装在两环导电板之间的弹簧。
[0026] 所述分闸加速弹簧经吊板与铁芯固定。
[0027]所述滑动导电环从合闸位至分闸位的行程范围为0.5~Im。
[0028]所述金属封闭罩采用不锈钢材料，厚度为2.5~4mm，箱体内抽真空或充满六氟化 硫气体。
[0029]本实用新型的有益效果是：本限流器正常运行时限流器的阻挠基本于零，装置万 一发出错误动作时，串入系统的阻抗值仅为1~2 Ω左右，电压约降为35kV~40kV，只占总电 压的8 %左右，几乎对系统没有产生影响；而在发生短路故障时，可抬高500kV母线上的电压 值约120kV~160kV，非常有利短路点故障电流的限制和恢复系统的电压水平。
【附图说明】
[0030] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0031] 图2是图1中表示有弹簧触指的剖视图。
[0032] 图3是图1中表示铁芯、线圈、导电滑杆和绝缘拉杆位置的剖视图。
[0033] 图4是本实用新型中铁芯、滑动与接触组件的竖向剖视图。
[0034] 图5是本实用新型中电抗变压器组件的示意图。
【具体实施方式】
[0035] 参见图1~5,本实施例瞬变电抗式电网短路故障限流器包括电抗变压器组件1、滑 动与接触组件2、金属封闭罩3、操作机构4和绝缘平台5组成，其中：
[0036] 所述电抗变压器组件1由硅钢片叠成回字形的铁芯1 一 1(如图1、图4、图5)，铁芯两 侧采用裸铜线1 一 2绕制成串联形式的线圈(本例有两个串联的线圈），铁芯与裸铜线之间设 有绝缘套管1 一3，绝缘套管上制有螺旋形的凹槽，裸铜线嵌入凹槽内，并使裸铜线外露部分 与绝缘套管外表面齐平。
[0037] 所述滑动与接触组件2由滑动导电环2 - 0、导电圆桶体2 - 1、弹簧触指2 - 2、陶瓷 灭弧环2 - 3、导电滑杆2 - 4、分闸加速弹簧2 - 5、合闸位导电底板2 - 7和绝缘垫板2 - 8组成 (如图1~4)。所述滑动导电环2 - 0经弹簧触指2 - 2(提供径向的弹力)可压紧滑动的套在绝 缘套管1 一 3外面，陶瓷灭弧环2 - 3嵌于滑动导电环2 - 0的下端内壁(与线圈应贴合且可滑 动）；导电圆桶体2 - 1上端与滑动导电环2 - 0焊接固定，另一端可分离的与合闸位导电底 板2 - 7接触，该合闸位导电底板2 - 7固定在绝缘垫板2 - 8上。滑动导电环2 - 0上开有圆孔， 所述导电滑杆2 - 4穿过该圆孔并与底部的绝缘垫板2 - 8固定，导电滑杆2 - 4上端与电力进 线侧连接，下端与合闸位导电底板2 - 7相连，合闸位导电底板接出线侧。
[0038] 如图4所示，本例的合闸位导电底板2 - 7呈圆环形，为减小合闸时的冲击力，在合 闸位导电底板2 - 7上安装一缓冲装置，该缓冲装置包括两块环形的铜导电板及夹在两块导 电板之间的螺旋弹簧，弹簧6的数量按设计均布于两导电板间，导电板与弹簧之间、及下导 电板与合闸位导电底板2 - 7均采用焊接连接。
[0039] 所述分闸加速弹簧2 - 5通过吊板2 - 9固定在铁芯1 一 1上，可以是在吊板上开孔与 铁芯焊接，也可以用机械连接方式与铁芯上缘连接，当然也可以做一个固定于绝缘平台5上 的支架。
[0040] 所述滑动导电环2 - 0从合闸位至分闸位的行程范围一般为0.5~Im。
[0041 ] 所述操作机构4包括动力部分4一 1、绝缘拉杆4一2和密封波纹管4一3，绝缘拉杆 4 一 2-端与滑动导电环2 - 0连接、另一端连接于动力部分4 一 1，绝缘拉杆外套有密封波纹 管4 一 3。所述动力部分4 一 1有多种市售产品可供选择，如液压操作机构（西安安高压开关 厂，型号CY-8A)、气动操作机构（西安安高压开关厂，型号CQA-1)、弹簧型操作机构(福州第 一开关厂，型号CT8-I)或电磁操作机构等。绝缘拉杆4一2的数量可根据需要设置两根(呈 180°)或四根(90°均布）。图1仅为示意图，简化为安装在一侧线圈上的滑动与接触组件2。
[0042]上述电