一种串联谐振零损耗限流装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种串联谐振零损耗限流装置，包括安装在配电柜中的限流电抗器，与所述限流电抗器相串联、用于与所述限流电抗器构成串联谐振的谐振电容器，与所述谐振电容器相并联、用于释放其电能的放电阻尼保护系统，与所述谐振电容器相连接、用于保护谐振电容器不被损坏的智能保护控制系统。本实用新型结构简单、使用方便、安全可靠，能有效限制短路电流的强度，大大减小短路电流对电气设备的冲击，在保证用户端电压的同时，又可以实现限流电抗器的零损耗。
【专利说明】
一种串联谐振零损耗限流装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力系统配电设备限流技术领域，具体涉及一种串联谐振零损耗限流装置。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展及电负荷的急剧增长，电网容量的增大，不断增大的短路电流对电力系统电气设备的冲击越来越大；同时，现有的断路器的开断能力已难以满足开断巨大短路电流。因此为解决这一重大难题，限流电抗器被串接回路中的方式广泛应用在电力系统输配电系统中。限流电抗器串联在回路中虽可限制短路电流强度，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，以及维持母线电压，避免短路故障的进一步扩大。但串联限流电抗器却有很多不足之处，首先，限流电抗器串联回路中产生巨大的无功损耗也给用户造成很大的经济负担;其次，在选取限流电抗器的电抗值时，往往存在着满足限制短路电流的要求后，额定电流下用户端电压过低的矛盾。电力系统输配电网的长距离输送过程中，输电线路也会产生感抗，实质上已等同形成了一种隐形、潜在的串接用户负载回路中的电抗器，同样造成用户端电压降低，同时又有较大的无功损耗。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种串联谐振零损耗限流装置，能有效限制短路电流的强度，大大减小短路电流对电气设备的冲击，在保证用户端电压的同时，又可以实现限流电抗器的零损耗。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:包括安装在配电柜中的限流电抗器，与所述限流电抗器相串联、用于与所述限流电抗器构成串联谐振的谐振电容器，与所述谐振电容器相并联、用于释放其电能的放电阻尼保护系统，与所述谐振电容器相连接、用于保护谐振电容器不被损坏的智能保护控制系统。
[0005]所述放电阻尼保护系统包括限流阻尼器和氧化锌非线性电阻，所述限流阻尼器的输入端与所述谐振电容器的进线端相连，其输出端通过氧化锌非线性电阻与所述谐振电容器的出线端相连。
[0006]所述智能保护系统包括并联在谐振电容器两端的高速涡流开关，所述高速涡流开关通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
[0007]所述智能保护系统还包括双向可控硅，所述双向可控硅并联在谐振电容器的两端。
[0008]所述限流阻尼器由电感L和电阻R相并联组成。
[0009]所述高速涡流开关为真空灭弧式断路器。
[0010]由上述技术方案可知，本实用新型结构简单、使用方便、安全可靠，相对于直接在回路中串接限流电抗器有很大的有益效果，其一，负载回路中串接的限流电抗器与该谐振电容器相串联，使得在正常供电运行状态下，无论负载如何变化，对工频来说限流电抗器与谐振电容器构成串联谐振，使用户负载端电压等于母线电压。其二，限流电抗器与谐振电容器构成串联谐振，使限流电抗器消耗的无功损耗完全由谐振电容器提供，不会给用户造成任何的经济负担，在实现额定运行状态下，实现限流电抗器零损耗的经济目的。其三，当电力系统发生短路故障时，控制器通过快速算法判断出短路故障，立即向高速涡流开关发出合闸命令，高速涡流开关能在2毫秒以内迅速合闸，快速投入限流电抗限制短路电流；同时通过并联在谐振电容器两端的双向可控硅检测到谐振电容器两端电压超过谐振电容器正常运行电压，双向可控硅在两百微秒以内导通，从而短接谐振电容器，快速投入限流电抗限制短路电流。通过双向可控硅和高速涡流开关实现对谐振电容器的双重保护，在避免谐振电容因过压损坏的同时，确保限流电抗器能有效限制短路电流的强度，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，以及维持母线电压，避免短路故障的进一步扩大。其四，放电保护系统针对线路出现大电流时，谐振电容器被短接后，释放谐振电容器内的电能，确保谐振电容器能长期有效的安全运行。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的电气原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0013]如图1所示，本实施例的串联谐振零损耗限流装置，包括安装在配电柜中的限流电抗器I，与限流电抗器I相串联、用于与限流电抗器I构成串联谐振的谐振电容器3，与谐振电容器3相并联、用于释放其电能的放电阻尼保护系统，与谐振电容器3相连接、用于保护谐振电容器3不被损坏的智能保护控制系统。
[0014]放电阻尼保护系统包括限流阻尼器6和氧化锌非线性电阻4，限流阻尼器6的输入端与谐振电容器3的进线端相连，其输出端通过氧化锌非线性电阻4与谐振电容器3的出线端相连。本实施例中，限流阻尼器6由电感L和电阻R相并联组成。该限流阻尼器6，用于限制谐振电容器3短接保护后电能释放冲击电流，防止谐振电容器3由于过流而损坏。该氧化锌非线性电阻4，能够在谐振电容器短接保护后，迅速吸收谐振电容器释放的电能，确保把谐振电容器3的端电压控制在额定安全运行范围内，确保谐振电容器3能长期有效的安全运行。所以谐振电容器3两端电压能够限制在一个较低的水平，这样谐振电容器3的容量可以极大的缩减，其造价自然会大幅降低，同时设备的体积得到了有效的控制，能大幅降低整套设备造价，使限流电抗器I能广泛应用在电力系统中。
[0015]智能保护系统包括并联在谐振电容器3两端的高速涡流开关5，高速涡流开关5通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。当线路中出线短路故障时，控制器立即控制高速涡流开关合闸，从而在防止谐振电容器3因过压而损坏，同时保证限流电抗器I能够足够快的串接回路中限制短路电流的强度。本实例中高速涡流开关为涡流驱动，真空灭弧室灭弧断路器。
[0016]为了进步一提高谐振电容器的安全性和限制电路故障的短路电流的强度，本实施例中，智能保护控制系统还包括双向可控硅2，该双向可控硅2并联在谐振电容器3两端。
[0017]工作原理如下:当发生短路故障时，谐振电容器3的端电压超过可双向控硅2导通电压时，该双向可控硅2立即导通，从而把谐振电容器3短接，在防止谐振电容器3因过压而损坏，同时保证限流电抗器I能够足够快的串接回路中限制短路电流的强度；当谐振电容器3被保护后，放电阻尼保护系统立即对谐振电容器3放电，释放谐振电容器3内的电能；当双向可控硅2通过的电流小于续流电流时，双向可控硅2立即断开，此时高速涡流开关5合闸，该谐振电容器3由高速涡流开关保护；当短路故障切除后，线路电流返回正常值时，控制器发出分闸命令，高速涡流开关5分闸，使谐振电容器3投入线路运行，与限流电抗器I构成串联谐振，在既保证用户端电压的同时，又可以实现限流电抗器I的零损耗。
[0018]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种串联谐振零损耗限流装置，其特征在于:包括安装在配电柜中的限流电抗器(1)，与所述限流电抗器(I)相串联、用于与所述限流电抗器(I)构成串联谐振的谐振电容器(3)，与所述谐振电容器(3)相并联、用于释放其电能的放电阻尼保护系统，与所述谐振电容器(3)相连接、用于保护谐振电容器(3)不被损坏的智能保护控制系统。2.根据权利要求1所述的串联谐振零损耗限流装置，其特征在于:所述放电阻尼保护系统包括限流阻尼器(6)和氧化锌非线性电阻(4)，所述限流阻尼器(6)的输入端与所述谐振电容器(3)的进线端相连，其输出端通过氧化锌非线性电阻(4)与所述谐振电容器(3)的出线端相连。3.根据权利要求1所述的串联谐振零损耗限流装置，其特征在于:所述智能保护系统包括并联在谐振电容器(3)两端的高速涡流开关(5)，所述高速涡流开关(5)通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。4.根据权利要求1所述的串联谐振零损耗限流装置，其特征在于:所述智能保护系统还包括双向可控硅(2)，所述双向可控硅(2)并联在谐振电容器(3)的两端。5.根据权利要求2所述的串联谐振零损耗限流装置，其特征在于:所述限流阻尼器(6)由电感L和电阻R相并联组成。6.根据权利要求3所述的串联谐振零损耗限流装置，其特征在于:所述高速涡流开关(5)为真空灭弧式断路器。
【文档编号】H02H9/02GK205595772SQ201620336671
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】张国勇
【申请人】安徽尚途电力保护设备有限公司