本实用新型属于电工技术领域，尤其涉及一种新型的故障电流限制器。
背景技术：
随着我国电力系统的输送容量不断提升，电力系统的网络架构愈加复杂，电力系统各级电网中的短路电流水平不断增加。部分地区的短路容量已经达到甚至超过断路器的遮断容量，而大容量断路器受限于制造水平和高造价，故障电流过大已严重威胁到电力系统的安全稳定性。
故障电流限制器（Fault Current Limitation，FCL），可以有效限制电网在故障状态下的暂态故障电流，在不改变电网架构的前提下，保持电网继电保护的可靠性和现有配置，提高电网的稳态安全性和暂态稳定性，是当前超高压电网建设中重要的电力装备之一。
故障电流限制器的工作机理为：在系统正常时呈现低阻抗，减小系统压降，降低对电网正常运行的影响到最小程度；在接地故障等异常发生时，呈现高阻抗，从而限制电网短路电流水平。故障电流限制器的主要优势有：1、减轻断路器的开断压力；2、减少线路损耗，改善系统功角稳定性；3、避免电力设备达到选型时的热稳定极限，提高利用率。
故障电流限制器当前比较成熟的类别有：谐振型故障电流限制器、超导故障电流限制器(中科院电工所)、磁控开关型故障电流限制器（上海交大）、新型固态限流器（浙江大学）。超导故障电流限制器反应速度快，损耗低，缺点是冷却系统昂贵、材料不稳定；固态限制器基于全控器件，具有快速限制和分段能力，但造价高、损耗大；谐振型故障限制器可实现自触发，但体积大、造价高。
中国专利文件CN 103825262A公开了一种双回线用的故障电流限制器，采用了装于铁心柱的两耦合线圈的结构，可以一定程度实现故障电流的限制。但是，该技术方案也存在一些问题，主要在于：1）这种故障电流限制器只能是用于双回线（每一回线均为三相线路），因此对于普通单回输电线路或电缆线路无法使用，且双回线路主要侧重于220KV或500KV的输电系统，应用范围较为局限；2）故障电流限制器仅可应对三相接地故障，对电网尤其是配电网中常见的单相接地故障难以起到效果；3）成本较高，双回线路的各自相均需要一个铁芯组成限制回路，因而三相共需3个铁芯，从而大大增加了成本。
中国专利文件CN201410541318.0及CN201420592857.2公开了磁通约束型故障电流限制器，它采用装于铁心柱的三耦合线圈的结构，可以在发生短路故障时自动限制故障电流。但是该限流器的铁芯磁通不可控，在精确设计电抗器的阻抗百分数时比较困难。
技术实现要素：
本实用新型的目的是：针对现有技术中磁通约束型故障电流限制器的不足，提供一种新型的故障电流限制器。它基于将内绝缘转化为外绝缘的基本原理，能够适用于单回路的0~500kV输配电线路，可有效应对单相接地故障。
本实用新型的基本原理在于：相比于常规故障电流限制器在成本、体积、系统复杂度、触发速度等性能指标难以兼顾，本实用新型基于将外绝缘转化为内绝缘的基本思想，依据磁通平衡原理，提出在某一相线路发生接地故障时，另外两相电流产生的磁通对故障相的短路电流实现限制。
具体地说，本实用新型采用以下的技术方案来实现的，由本体和四个绕组构成，本体为铁芯，四个绕组按相同的方向绕制在铁芯上，其中三路绕组作为三相交流绕组分别与电网的三相线路连接，另一个绕组作为测量绕组监测铁芯内磁通量情况，实现对故障电流限制器的监测。
当电网发生单向线路接地故障时，非故障相电流所产生的磁通量矢量和可以对故障相电流进行限制，从而确保故障相电流在断路器开断电流范围内，实现故障电流限制。通过测量绕组的电流量可有效监测铁芯内磁通量大小，从而判断故障电流限制器的运行工况。测量绕组的增加，使铁芯内磁通量大小可以得到监测，也可以作为励磁绕组加以使用。
上述技术方案的进一步特征在于，所述本体为单相双柱式铁芯。
上述技术方案的进一步特征在于，三相交流绕组通过由两个变压器铁芯级联组成的线圈绕组分别与电网的三相线路连接。三相交流绕组通过两个级联变压器铁芯输入电流，其主要目的是有效降低最终串入铁芯上匝间电势。两个级联变压器铁芯的变比可以认为设计为M:N，三相需以相同的比例进行设计，这可保证电网在正常运行时的电压和潮流平衡，以及铁芯柱内磁通和磁势的平衡。
上述技术方案的进一步特征在于，故障电流限制器安装于三相平衡的电缆线路或架空线路的首端或末端。通过设计输入线圈及其铁芯的大小，可以直接串联于高压输电线路，大幅降低安装难度和电气布置难度。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型能够适用于单回输配电线路、涵盖0~500KV高压输电线路。在系统正常状态下，本实用新型对系统传输功率及线路电流影响小，电压损失小。在发生单相接地故障时，能快速有效抑制故障相电流。本实用新型的低匝间电势故障电流限制器的整机损耗较低，损耗主要为铜损。相比常规故障电流限制器，本实用新型的输入线圈能有效降低匝间电压。由于基于磁通平衡机理，在故障发生时刻，可实现故障电流及时响应，响应时间短，应对故障电流反应迅速。相比普通的磁约束型故障电流限制器，本实用新型通过测量绕组的电流量可有效监测铁芯内磁通量大小，从而判断故障电流限制器的运行工况。测量绕组的增加，使铁芯内磁通量大小可以得到监测，也可以作为励磁绕组加以使用。本实施例在结构上也对线路电流的输入级结构进行大幅改进，从而降低装置的匝间电势，降低制造难度。本实用新型的三相交流绕组以及测量绕组可直接将其安装于线路首端或末端，降低安装和电气设备的布置难度。故障电流限制器设备内绕组匝间电势较低，易于设计制造，可平衡兼顾成本、体积、系统复杂度、触发速度等性能指标。
附图说明
图1为本实施例的结构原理图。
图2为三相交流输入的原理图。
图3为本实施例的系统接入原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例1：
本实用新型的一个实施例，公开了一种新型的故障电流限制器。
如图1所示，该实施例由本体和四个绕组构成，本体为单相双柱式铁芯，四个绕组按相同的方向绕制在铁芯上，其中三路绕组作为三相交流绕组分别与电网的三相线路连接，另一个绕组作为测量绕组监测铁芯内磁通量情况，实现对故障电流限制器的监测。
当电网发生单向线路接地故障时，非故障相电流所产生的磁通量矢量和可以对故障相电流进行限制，从而确保故障相电流在断路器开断电流范围内，实现故障电流限制。通过测量绕组的电流量可有效监测铁芯内磁通量大小，从而判断故障电流限制器的运行工况。测量绕组均匀分布在铁芯上，使铁芯内磁通量大小可以得到监测，也可以作为励磁绕组加以使用。
三相交流绕组通过由两个变压器铁芯级联组成的线圈绕组分别与电网的三相线路连接。如图2所示，两个变压器铁芯级联组成的线圈绕组的一边分别与电网的三相线路连接，另一边与三相交流绕组相连，其主要目的是有效降低最终串入铁芯上匝间电势。两个级联变压器铁芯的变比可以认为设计为M:N，三相需以相同的比例进行设计，这可保证电网在正常运行时的电压和潮流平衡，以及铁芯柱内磁通和磁势的平衡。
故障电流限制器安装于三相平衡的电缆线路或架空线路的首端或末端。通过设计输入线圈及其铁芯的大小，可以直接串联于高压输电线路，大幅降低安装难度和电气布置难度，如图3所示。当电网发生单向线路接地故障，如C相线路发生接地故障时，则可通过A相电流Ia1和B相电流Ib1经A相绕组、B相绕组所产生磁通对C相电流Ic1进行限制，从而确保Ic在断路器开断电流范围内，实现对故障相电流的限制。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。