一种一二次分离长时限一体式限流装置的制作方法

本发明涉及电气工程，具体为一种一二次分离长时限一体式限流装置。

背景技术：

1、随着经济社会的发展，必然引领着电网规模的不断扩大，系统侧短路容量越来越大；另外用电企业负荷逐年攀升，主变压器容量也相应增大；再者能源密集型企业为了追求经济效益与能源的高效综合利用，纷纷建设自备发电项目且机组容量越来越大。当中压电网发生短路故障时，超过额定电流十几甚至几十倍的短路电流将给变压器、发电机、电缆线路以及开关柜等电气设备造成很大危害。目前经济条件下，开断能力40ka以下的真空断路器实用性最高。提高断路器开断指标将使投资成本成倍增加，在中压电网大量使用高性能高指标开关设备的方案从经济性的角度是不现实的。因此，不论是新建系统还是改扩建系统，都面临着短路电流接近甚至超过负载开关开断能力、变压器发电机等发变电设备抗短路电流冲击能力不足的问题，严重威胁着电网的安全运行。

2、面对日益严重的短路电流超标问题，很多企业采用如下方案限制短路电流：

3、1）采用高阻抗主变压器来限制由系统侧流经主变的短路电流，但是高阻抗主变压器由于其阻抗的限制，仅仅是解决自身绕组满足短路电流冲击动热稳定，而无法解决深度限制短路电流的问题，成本一般增加20%~40%,并且带来了有功无功损耗、震动、漏磁干扰等问题。

4、2）采用串联普通限流电抗器来限制短路电流，但是普通限流电抗器电抗率一般在12%以下，同样解决不了深度限制短路电流的问题，却作为一个线路负载实实在在给用户产生电能损耗、电压降、漏磁场等问题。

5、3）采用快速断路器并联短时深度限流电抗器来限制短路电流，装置正常运行时可解决短路电流超标问题，但是当快速断路器无法合闸时，短时深度限流电抗器长时投运会发生电抗器烧毁、事故扩大等问题。

6、参考中国专利公开号为cn108767810b的一种限流电路及限流装置，通过限流电路与升压芯片和电源管理芯片连接，通过电流侦测模块电源管理芯片输出的第一电流信号进行处理并输出第一电压信号，限流设定模块对该第一电压信号进行处理后向升压芯片输出第二电流信号，使得升压芯片可以根据电源管理芯片输出的第一电流信号对内部限流设定值进行调节，实现了在升压芯片和电源管理芯片的输出电流过大时及时关闭芯片，避免了显示面板由于过流而烧毁，解决了升压芯片和电源管理芯片所采用的过流保护电路经常由于无法及时关断对应的电流输出而造成面板烧毁的情况，具有极大的安全隐患的问题。

7、参考中国专利公开号为cn105551774b的一种高效散热的电抗器，通过在镀银铜线上缠绕有橡胶软管，橡胶软管外表面涂有耐高温导热涂料，橡胶软管内部填充有乙醇，工作时乙醇蒸发吸热，端板上设置有铝挤散热器，可以将端板上的热量迅速传递到铝挤散热器上，从而起到良好的散热效果，而且橡胶软管内设置有铝线，利用铝线的塑性变形将橡胶软管定型，可以使橡胶软管可以良好的缠绕在镀银铜线上，而且拆卸方便。

8、综合分析以上参考专利，可以得出以下缺陷：

9、电抗器在工作过程中会产生一定的热量，需要通过冷却操作来保持其稳定运行。然而，在电抗器的使用过程中，电抗器导热油的适宜循环温度通常维持在65℃左右。而在寒冷天气条件下，外界环境温度通常低于该循环温度，导致电抗器内外温差过大，电抗器内部导热油的热量损失较大，导致导热油温度处于较低状态，从而影响电抗器内部导热油的循环，电抗器无法稳定运行，例如参考专利cn105551774b的一种高效散热的电抗器，虽然能够在高温环境下对电抗器起到降温目的，但是无法在低温环境中对电抗器提供升温保暖操作，导致电抗器无法再低温环境下稳定工作，进而容易造成限流装置异常，电抗器工作时一定空间范围产生强磁场，容易干扰其周围的电气元件工作，并且仅能够对电抗器进行降温工作，无法解决其工作时产生的磁场对周围电气元件干扰的问题，其次，橡胶管长期工作在高温环境下极易老化，使用寿命较短，增加了使用成本。

10、限流装置在工作时会通过较大电流，大电流经过的同时伴随高温产生，导致限流装置工作温度升高，参考专利cn108767810b的一种限流电路及限流装置，虽然利用限流装置能够对电路进行限流保护，但是限流装置缺乏散热装置，其长时间在高温环境下工作，容易缩短其使用寿命，同时具有高温下自燃的风险。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种一二次分离长时限一体式限流装置，解决了现有限流装置中电抗器无法及时散热或仅能够实现高温状态下散热，而无法低温环境下进行升温保暖操作，导致电抗器内部导热油无法正常循环，影响稳定运行，无法对电抗器工作时产生的磁场进行屏蔽处理，采用高阻抗主变压器限制由系统侧流经主变的短路电流和串联普通限流电抗器限制短路电流方式无法解决深度限制短路电流，存在有功无功损耗、震动、漏磁干扰，快速断路器并联短时深度限流电抗器来限制短路电流方式在快速断路器无法合闸时，短时深度限流电抗器长时投运会发生电抗器烧毁的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种一二次分离长时限一体式限流装置，包括远端线路防护设备和终端控制设备，所述远端线路防护设备和终端控制设备通过特制抗干扰屏蔽型电缆相连接，远端线路防护设备包括箱体、专用高压快速断路器、长时限流电抗器、非导磁材质隔板、电抗器控温装置、主回路电流互感器和限流回路电流互感器，所述专用高压快速断路器和长时限流电抗器分别设置在箱体的内部和顶部，所述非导磁材质隔板固定设置在箱体和长时限流电抗器之间，用于隔绝长时限流电抗器产生的磁场，所述电抗器控温装置可拆卸套设在长时限流电抗器外壁上，用于调控其空腔内部温度并同时屏蔽长时限流电抗器所产生的磁场，所述主回路电流互感器和限流回路电流互感器分别设置在长时限流电抗器的左侧和下方，均用于监测线路中电流的大小，所述终端控制设备包括控制系统、指示灯、连接片、控制屏柜、特制抗干扰屏蔽型电缆、小型断路器和限流主控制器，所述控制系统、指示灯、连接片、小型断路器和限流主控制器均设置在控制屏柜的内部，所述控制系统通过主回路电流互感器和限流回路电流互感器实时监测线路电流并就地运算，同步将线路电流和专用高压快速断路器状态运行参数通过特制抗干扰屏蔽型电缆传送给限流主控制器，所述小型断路器用于保护特制抗干扰屏蔽型电缆，所述特制抗干扰屏蔽型电缆内部电流产过额定值后进行断开保护。

3、优选的，所述电抗器控温装置包括屏蔽罩、散热机构、调温机构，所述散热机构设置在屏蔽罩外壁上，用于长时限流电抗器散热，所述调温机构设置在屏蔽罩腔体内部，用于辅助调控长时限流电抗器的温度，所述屏蔽罩内部和散热机构相对的侧壁上设置有用于监测屏蔽罩内部空气温度的测温调控机构，所述屏蔽罩外壁上均匀设置有多个进气机构。

4、优选的，所述散热机构包括固定连接在屏蔽罩外壁上的支撑架，所述支撑架外壁两侧均开设有安装通孔，两个安装通孔内部分别固定设置有第一风机和第二风机，所述第一风机和第二风机的排风端口均固定连接有用于输送热风的支管，两个所述支管相对的一端共同固定连接有总管，所述总管顶端固定连接有传动箱，所述传动箱顶部开设有排气口，排气口顶部通过支架固定设置有用于防止雨水进入的挡雨板，所述传动箱内部通过转轴转动设置有叶轮，所述转轴靠近屏蔽罩的一端固定连接有传动轴，所述传动轴转动贯穿屏蔽罩并固定连接有凸轮。

5、优选的，所述调温机构包括可拆卸设置在屏蔽罩腔体侧壁上的供油机构和屏蔽罩腔体顶部的导热管，所述供油机构内部设置有导热油，所述供油机构的侧壁上分别固定连接有第一油管和第二油管，所述第一油管内部固定连接有用于仅允许导热油进入的第一单向阀，所述第二油管内部固定设置有仅允许导热油排出的第二单向阀，且第二油管远离第二单向阀的一端设置有快速散热部件，所述供油机构的底部设置有用于辅助输油组件。

6、优选的，所述快速散热部件包括第一螺旋导热管束、第二螺旋导热管束和第三油管，所述第一螺旋导热管束和第二螺旋导热管束之间通过管道相连接，所述第一螺旋导热管束远离第二螺旋导热管束的一端和导热管一端之间共同固定连接有第三油管。

7、优选的，所述辅助输油组件包括油泵和固定设置在油泵一端的第四油管和第五油管，所述第五油管远离油泵的一端和供油机构相连接，用于输送供油机构内部的导热有到油泵内，所述第四油管远离油泵的一端和第二油管相连接，用于输送导热油到第二油管内。

8、优选的，所述供油机构包括储油箱和固定连接在储油箱内部的保温层以及固定连接在储油箱端部的密封盖，所述储油箱内部滑动连接有活塞，所述活塞远离储油箱的侧壁上固定设置有传动杆，传动杆一端固定连接有凸轮承载板，所述传动杆外壁上且位于活塞和凸轮承载板之间套设有第一弹簧。

9、优选的，所述测温调控机构包括导热金属块和均匀固定设置在导热金属块外壁上的导热翅片，所述导热金属块的顶部固定设置有玻璃管，所述玻璃管内部设置有水银，且玻璃管腔体底部固定设置有导热片，导热片底端贯穿玻璃管并和导热金属块相连接，用于将导热金属块表面的热量传递给水银，所述玻璃管腔体内部设置有低温补偿控制器，低温补偿控制器包括聚乙烯塑料板和按压开关，所述聚乙烯塑料板转动连接在玻璃管腔体内壁上，所述玻璃管腔体与聚乙烯塑料板相对的侧壁上固定设置有按压开关，所述玻璃管内壁上且位于低温补偿控制器的上方分别固定连接有高温散热控制开关部件。

10、优选的，所述高温散热控制开关部件包括正极板、负极板、接线板、第一线缆、第二线缆和第三线缆，所述正极板和负极板分别固定连接在玻璃管内壁左右两侧，所述正极板和负极板通过导线和接线板电性连接，所述接线板内部固定设置有多个接线端子，接线端子上分别固定设置有第一线缆、第二线缆和第三线缆。

11、优选的，所述进气机构包括进气管和开设在进气管外壁两侧的导向槽，所述导向槽内壁一侧固定连接有弹簧挡板，所述进气管内部滑动连接有限位板，所述限位板外壁上通过连杆固定连接有用于密封进气管的密封板，所述限位板外壁两侧分别固定连接有和导向槽结构相适配的滑块，滑块和弹簧挡板相对侧壁之间固定连接有第二弹簧。

12、本发明提供了一种一二次分离长时限一体式限流装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

13、1、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过设置温度调控机构，其内部的水银具有热胀冷缩且伴随温度体积呈线性变化的性质，又因为其自身金属的特性，具有良好导电能力，能够根据屏蔽罩内温度变化水银体积自动发生改变，水银液面达到和设定的正极板、负极板相同高度或高于其位置时，能够实现正极板、负极板、接线板、第一线缆、第二线缆和两个风机构成的线路导通，外部电压得以驱动两个风机工作，进而实现为长时限流电抗器散热的目的；其次，散热过程完全依靠屏蔽罩中温度的变化促使水银体积线性改变，自由升降的水银具有开关的性质，能够在温度到达一定数值后，同时促使水银的高度变化，再者，温度低于设定值后，即水银位置高度低温补偿控制器后，聚乙烯塑料板失去水银的浮力作用，使得聚乙烯塑料板能够压在按压开关上，能够实现开启油泵工作的目的，储油箱中的热油能够沿导热管流动，导热油中的热量能够加热屏蔽罩中的空气，实现提升其内部空气温度的目的，为长时限流电抗器营造适宜的工作温度，高温定时散热控制和低温定时温度补偿控制过程均能够实现完全自动化，并且该控制结构简单，不仅造价低廉，而且便于后续的检修和维护，此外，屏蔽罩镍铁合金的材质和其外壁涂覆的铁磁性材料粉末，能够有效阻碍磁场向外扩散，降低限流装置工作时对外界环境的干扰。

14、2、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过设置散热机构能够在屏蔽罩中的温度达到预先设定值后，利用两个风机抽出其内部高温空气，使得屏蔽罩中的气压低于外部气压，得以促使进气机构开启，外部冷空气能够进入，实现对长时限流电抗器散热的目的，而屏蔽罩中的气压和外界气压相等后，进气机构能够实现自动关闭，最大程度防止外部水汽进入，延长其内部电器设备的使用寿命；其次，排出的热空气能够利用自身动力推动叶轮转动，达到为调温机构工作提供动力的目的。

15、3、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过供油机构和凸轮实现联动，能够在凸轮转动时间歇推动凸轮承载板，使得活塞能够间歇挤压导热油，实现导热油在导热管中定向流动的目的，因此，在高温散热状态下，螺旋导热管束能够位于风机相对的位置，能够增加螺旋导热管束和空气的接触面积，提升其散热能力，在散热机构散热的基础上进一步提高其散热能力；其次，在低温状态下，油泵能够将储油箱中的热油抽出到导热管中循环流动，释放导热油中的热量，从而实现加热屏蔽罩中空气的目的，进而达到加热长时限流电抗器中导热油的目的。

16、4、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过正常运行时，控制屏柜内控制系统通过主回路电流互感器实时监测线路电流并就地运算，同步将主回路电流、电抗器支路电流、专用高压快速断路器状态等运行参数通过光纤传送给限流主控制器。限流主控制器根据线路电流、母线电压复合运算。大大提高了安全性，故障查询简单快速，大大降低了由于短路故障，短路电流超标致使故障线路断路器无法开断导致事故进一步扩大的风险。

17、5、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过一次高压部分和二次低压控制部分完全分开安装，在正常运行的情况下，可通过控制屏柜上的控制模块对限流装置本体控制、检修及维护工作，避免操作人员距离一次带电体太近导致的意外事件的发生，提高了操作人员检修维护的安全性，其次，一二次部分连接线缆采用特制抗干扰屏蔽型电缆，解决了现场数据通讯受干扰的问题，保证装置动作正确。

18、6、一种一二次分离长时限一体式限流装置，解决了短时限流电抗器不能长时间投运的问题，有效降低了由于专用高压快速断路器无法分、合闸导致的无法限制短路电流、短时电抗器烧毁，并导致事故进一步扩大的风险，大大提高了系统的安全性、可靠性。