一种超导故障限流装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气领域，具体涉及一种超导故障限流装置。
【背景技术】
[0002]经济和技术的不断发展，使电力系统通过自身的扩容和网际的互联逐渐扩大规模，从而输、配电系统的短路功率和短路电流随之增大，这将对系统的稳定及其安全造成威胁。为提高电网运行的安全性与可靠性，通常考虑从电网结构、系统运行方式和设备三个方面进行改进。但是，通过改造电网结构限制短路电流水平的费用十分昂贵;改变系统运行方式，如:断开电磁环网、断开母联开关、两段母线独立运行等，能有效地降低短路电流水平，却在一定程度上牺牲了电网的可靠性;在设备端口装设常规限流电抗器、高阻变压器等，则会导致网损增加，降低系统的稳定性，且其容量日渐不足的问题亟待解决。目前，最为理想的方法是在系统中装设超导限流器，把它接入线路，系统正常运行时，它处于超导态，损耗小，对电力系统正常运行无影响；一旦电网发生故障，超导限流器失超，可以瞬间产生大阻抗串入线路，有效地限制故障电流，这种装置响应时间快、可靠性高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种超导故障限流装置，能够在发生短路故障的瞬间产生大阻抗串入线路，有效地限制故障电流，提尚电路系统的稳定性。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案:
[0005]—种超导故障限流装置，包括超导限流器，连接在所述超导限流器进线端的第一电阻和IGBT管，以及连接在所述超导限流器出线端的第二电阻，所述IGBT管的集电极和发射极分别连接在所述第一电阻的两端;所述超导限流器由若干个圆筒铁芯及绕设于所述圆筒铁芯上的超导绕组构成，所述超导绕组设置为直接绕设于所述圆筒铁芯上的一次绕组和绕设于所述一次绕组上的二次绕组;所述一次绕组和二次绕组的绕向相同或相反。
[0006]进一步的，所述超导限流器包括同心设置的第一圆筒铁芯和第二圆筒铁芯，所述第一圆筒铁芯上的一次绕组和二次绕组的绕向相同，所述第二圆筒铁芯上的一次绕组和二次绕组的绕向相反;所述第一圆筒铁芯上的一次绕组和第二圆筒铁芯上的一次绕组串接，且两个自由端分别作为超导限流器的进线端和出线端;所述第一圆筒铁芯上的二次绕组和第二圆筒铁芯上的二次绕组短接。
[0007]进一步的，所述超导限流器包括同心设置的六个圆筒铁芯及绕设于其上的超导绕组，从内到外分为两个内绕组、两个中绕组及两个外绕组，分别对应于三相电路的A相、B相和C相;所述六个圆筒铁芯上一次绕组和二次绕组的绕向均相同，且各绕组之间的圆筒铁芯间距相等。
[0008]本实用新型的超导故障限流装置，其超导限流器原副边均采用超导绕组，在正常工作情况下，不会产生电能损耗和电压损耗。在发生短路故障时，通过二次短路绕组的磁通的变化来快速反应故障电流的变化，并通过一次绕组的高阻特性而使整个系统阻抗迅速增大；由于故障电流的峰值很大，因此可以快速提高限流能力。同时，发生故障时，快速断开IGBT管，在交流回路快速串入限流电阻R，使其限流能力进一步提高。
[0009]本实用新型的超导故障限流装置，具有良好的限流效果，能显著减少电力系统的暂态和稳态故障电流。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的超导故障限流装置的电路示意图；
[0011]图2为本实用新型中超导限流器的一个实施例的纵向截面结构示意图；
[0012]图3为图2中实施例的横向截面结构示意图；
[0013]图4为本实用新型中超导限流器的另一个实施例的纵向截面结构示意图；
[0014]图5为图4中实施例的横向截面结构示意图；
[0015]附图标记说明:1-超导限流器，2-第一电阻，3-第二电阻，4-1GBT管，5-电源，6-负载；10-双层同心式限流器，100-圆筒铁芯一，101-圆筒铁芯二，102-—次绕组，103-二次绕组；11-三相同轴限流器，110?116-圆筒铁芯，117-内绕组，118-中绕组，119-外绕组。
【具体实施方式】
[0016]为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
[0017]如图1所示，本实用新型的超导故障限流装置，包括超导限流器I，连接在超导限流器I进线端的第一电阻2和IGBT管4，以及连接在出线端的第二电阻3，IGBT管4的集电极和发射极分别连接在第一电阻2的两端。超导限流器I由若干个圆筒铁芯及绕设于圆筒铁芯上的超导绕组构成，这些超导绕组包括直接绕设在圆筒铁芯上的一次绕组和绕设于一次绕组上的二次绕组;一次绕组和二次绕组的绕向相同或相反。上述超导故障限流装置安装在包含电源5和负载6的电路中，能显著减少电力系统的暂态和稳态故障电流。
[0018]具体的，如图2和图3所示，在本实用新型的一个实施例中，超导限流器I采用双层同心式超导绕组10，包含两个圆筒铁芯100、101，每个圆筒铁芯上有两个超导线圈，分为一次绕组102和二次绕组103。其中，一次绕组102分别绕在两个圆筒铁芯上，这种连接方式可以削弱磁势，降低损耗。二次绕组103绕在一次绕组上，且一个圆筒铁芯100上两个绕组绕向相同，另一个圆筒铁芯101上两个绕组绕向相反，两个一次绕组串接在输电线路中，两个二次绕组短接。
[0019]在正常工作情况下，二次绕组感应电流，闭合回路在原磁场内产生的磁场使系统磁通减小，限流器阻抗很小，不出现限流现象;在发生短路故障时，二次绕组产生大的感应电流，二次绕组闭合回路在原磁场内产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流相较于超导绕组的临界电流更大而失去超导性，一次绕组也因通过较大的故障电流而失去超导性，超导线圈突然变成大电阻，这时限流器阻抗就会瞬间增大，两个交流磁通方向反向的铁芯脱离饱和区，限制线路短路电流。交流磁通方向相同的另一个铁芯仍为饱和状态，阻抗很小。采用两组铁芯，可以在正负半周分别限制线路中的短路电流。
[0020]如图4和图5所示，在本实用新型的另一个实施例中，超导限流器I采用三相同轴限流器11，有六个圆筒铁芯110?116，从内到外依次包括两个内绕组117，两个中绕组118，两个外绕组119，分别为A相、B相和C相，各绕组之间的圆筒铁芯间距相等，且各绕组的绕向相同。采用这种结构，可有效降低损耗和节省空间。
[0021]IGBT管4的作用是在检测到突然增大的交流短路电流后，在微秒级时间断开，使得第一电阻2串入限流，进一步提高本装置的限流能力，使得短路故障能量主要消耗在第一电阻2上，而不是消耗在超导限流器上，以降低低温系统运行费用和功率级别。
[0022]以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种超导故障限流装置，其特征在于:包括超导限流器，连接在所述超导限流器进线端的第一电阻和IGBT管，以及连接在所述超导限流器出线端的第二电阻，所述IGBT管的集电极和发射极分别连接在所述第一电阻的两端;所述超导限流器由若干个圆筒铁芯及绕设于所述圆筒铁芯上的超导绕组构成，所述超导绕组设置为直接绕设于所述圆筒铁芯上的一次绕组和绕设于所述一次绕组上的二次绕组;所述一次绕组和二次绕组的绕向相同或相反。2.如权利要求1所述的超导故障限流装置，其特征在于:所述超导限流器包括同心设置的第一圆筒铁芯和第二圆筒铁芯，所述第一圆筒铁芯上的一次绕组和二次绕组的绕向相同，所述第二圆筒铁芯上的一次绕组和二次绕组的绕向相反;所述第一圆筒铁芯上的一次绕组和第二圆筒铁芯上的一次绕组串接，且两个自由端分别作为超导限流器的进线端和出线端;所述第一圆筒铁芯上的二次绕组和第二圆筒铁芯上的二次绕组短接。3.如权利要求1所述的超导故障限流装置，其特征在于:所述超导限流器包括同心设置的六个圆筒铁芯及绕设于其上的超导绕组，从内到外分为两个内绕组、两个中绕组及两个外绕组，分别对应于三相电路的A相、B相和C相;所述六个圆筒铁芯上一次绕组和二次绕组的绕向均相同，且各绕组之间的圆筒铁芯间距相等。
【专利摘要】本实用新型涉及电气领域，提供了一种超导故障限流装置，包括超导限流器，连接在所述超导限流器进线端的第一电阻和IGBT管，以及连接在所述超导限流器出线端的第二电阻，所述IGBT管的集电极和发射极分别连接在所述第一电阻的两端；所述超导限流器由若干个圆筒铁芯及绕设于所述圆筒铁芯上的超导绕组构成，所述超导绕组设置为直接绕设于所述圆筒铁芯上的一次绕组和绕设于所述一次绕组上的二次绕组；所述一次绕组和二次绕组的绕向相同或相反。本实用新型的超导故障限流装置，具有良好的限流效果，能显著减少电力系统的暂态和稳态故障电流。
【IPC分类】H02H9/02
【公开号】CN205265250
【申请号】CN201521079396
【发明人】卢艳, 郑逸
【申请人】衢州职业技术学院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月23日