一种快速熔断式限流器的制作方法

本发明属于直流配电网开关，特别是涉及一种快速熔断式限流器。

背景技术：

1、随着电力系统负荷的迅速增长以及各大电网的紧密互联，导致各级电网短路电流水平不断增大，对电力系统的安全稳定运行以及电气设备产生严重危害。因此，限制电力系统短路电流，从而有效减轻各电气设备的负担，提高电力系统的运行可靠性，已成为目前我国电力系统安全稳定运行的迫切问题。目前主流的限流装置如电力电子型限流器、电抗限流器、超导型限流器和液态金属限流器等，存在着大电容量、需要足够的限制单元、成本高等问题。对于快速限流方案，主通流支路多采用爆炸开关，可开断大故障电流，但安全环保性差。

2、熔断器作为限流器的关键组件，直接决定了系统短路电流的转移和限流特性，因此建立熔断器模型对于限流器限流性能的评估至关重要。通常利用mayer及cassie等弧电阻理论模型进行熔断器物理过程仿真研究，但需建立繁杂的数学模型，仿真速度慢，工程应用难度较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种快速熔断式限流器，以解决现有技术限制电流的方法通态损耗大和故障电流转移过程复杂的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、一种快速熔断式限流器，其特征在于，包括用于串联在主通路上的快速机械开关、在所述快速机械开关上并联的熔断器和用于熄灭快速机械开关断口间电弧的灭弧装置；当发生短路故障时，位于主通路上的快速机械开关断开，灭弧装置启动灭弧，在短路电流转移至熔断器后，通过熔断器熔断耗散短路电流。

4、本发明的有益效果为：通过快速机械开关与熔断器并联集成的方法解决了以往必须依赖爆炸开关才能实现短路电流限流开断的安全环保型难题；同时电流转移和耗能支路均由熔断器承担，简化了故障电流转移过程，故障电流转移和限流速度快，开断可靠性高；主通流支路无串并联大量电力电子器件，通态损耗小，成本低，具有较高的市场应用前景。

5、进一步地，所述灭弧装置采用磁吹弧模块，在快速机械开关的断口处建立磁场实现灭弧。

6、本发明的有益效果为：采用磁吹弧模块作为灭弧装置解决了普通快速机械开关断开时电弧电压较低导致的短路电流转移速度慢的难题。

7、进一步地，通过如下方法进行限流器模型的构建：限流器模型中采用可控电压源来模拟熔断器，设置限流器模型的初始参数；利用实际外部回路和实际限流器进行短路电流试验，记录熔断器熔断过程的实际电压波形，将所述电压波形输入可控电压源中完成熔断器的仿真；还记录实际限流器开断实验波形图，根据所述波形图修正限流器模型的参数。

8、本发明的有益效果为：进行限流器模型的构建，摆脱以往依靠电弧理论模型的繁杂建模方法，具有更强的适用性。

9、进一步地，将所述电压波形平滑处理后输入可控电压源中。

10、本发明的有益效果：将电压波形平滑处理后输入可控电压源中，完成对熔断器的仿真。

11、进一步地，所述模型的初始参数包括故障时快速机械开关断开时间、磁吹弧模块投入时间和转移支路杂散电感。

12、本发明的有益效果为：设置仿真模型的初始参数，以便于之后根据模型的仿真结果对设置的参数进行修正，使模型仿真具有更高的准确率。

13、进一步地，所述波形图记录短路电流、主支路电流、转移电流和熔断器电压的波形。

14、本发明的有益效果为：根据熔断过程的短路电流、主支路电流、转移电流和熔断器电压波形图修正限流器模型的参数。

技术特征：

1.一种快速熔断式限流器，其特征在于，包括用于串联在主通路上的快速机械开关、在所述快速机械开关上并联的熔断器和用于熄灭快速机械开关断口间电弧的灭弧装置；当发生短路故障时，位于主通路上的快速机械开关断开，灭弧装置启动灭弧，在短路电流转移至熔断器后，通过熔断器熔断耗散短路电流。

2.根据权利要求1所述的快速熔断式限流器，其特征在于，所述灭弧装置采用磁吹弧模块，在快速机械开关的断口处建立磁场实现灭弧。

3.根据权利要求1所述的快速熔断式限流器，其特征在于，通过如下方法进行限流器模型的构建：限流器模型中采用可控电压源来模拟熔断器，设置限流器模型的初始参数；利用实际外部回路和实际限流器进行短路电流试验，记录熔断器熔断过程的实际电压波形，将所述电压波形输入可控电压源中完成熔断器的仿真；还记录实际限流器开断实验波形图，根据所述波形图修正限流器模型的参数。

4.根据权利要求3所述的快速熔断式限流器，其特征在于，将所述电压波形平滑处理后输入可控电压源中。

5.根据权利要求3所述的快速熔断式限流器，其特征在于，所述限流器模型的初始参数包括故障时快速机械开关断开时间、磁吹弧模块投入时间和转移支路杂散电感。

6.根据权利要求3所述的快速熔断式限流器，其特征在于，所述波形图记录短路电流、主支路电流、转移电流和熔断器电压的波形。

技术总结
本发明涉及一种快速熔断式限流器，其特征在于，包括用于串联在主通路上的快速机械开关、在快速机械开关上并联的熔断器和用于熄灭快速机械开关断口间电弧的灭弧装置；当发生短路故障时，位于主通路上的快速机械开关断开，灭弧装置启动灭弧，在短路电流转移至熔断器后，通过熔断器熔断耗散短路电流。还进行限流器模型的构建，限流器模型中采用可控电压源来模拟熔断器的熔断过程。本发明简化了限流器故障电流转移过程，故障电流转移和限流速度快，开断的可靠性高。

技术研发人员：张航,赵晓民,李潇,刘文魁,庞素敏,王俊,龚炳正,谭传亮,关昕,李一林,吴相杰,林鑫,李永林,毕迎华,刘庆,李旭旭,杨帆,马朝阳,孙广雷,胡锦汐,范美琪,郑丹阳,高芳,王铭飞,赵帆
受保护的技术使用者：平高集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13