一种直流限流器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于直流供电系统的短路限流保护技术领域，更具体地，涉及一种直流限 流器。
【背景技术】
[0002] 由于我国一次能源与负荷需求逆向分布的特点，客观上要求在大范围内对能源进 行优化配置。高压直流输电技术因其技术上的优点成为解决远距离跨区域电能输送的重要 手段。继三峡地区电力送出、西电东送等工程之后，复奉特高压直流、德宝直流等输电工程 相继投运，还有数条特高压直流输电工程已进入规划设计阶段。
[0003] 然而由于直流供电系统的阻尼相对较低，相比于交流输电系统，直流供电系统的 故障发展更快，控制保护难度更大。因此，为快速限制并切断故障电流，以维持直流供电系 统的安全稳定运行并保护输电系统中的关键电力设备，直流限流器将是一种有效的技术手 段。
[0004] 目前研究较多的直流限流器为电阻型直流超导限流器，该限流器是在短路故障发 生时，利用超导直流限流器失超后电阻增大的特性去限制短路电流的幅值，但电阻型超导 直流限流器具有以下缺点：
[0005] (1)超导带材失超恢复时间的长短是与散热条件、冲击电流、冲击时间、持续电流 及带材本身其它条件密切相关的。在某些情况下失超恢复时间长达几秒，无法满足直流供 电系统要求；
[0006] (2)失超后所伴随的发热、过电压、绝缘水平下降、机械应力增大及冷却介质急剧 膨胀等问题，目前为止没有较好的解决方案；
[0007] (3)电阻型超导直流限流器在限制短路电流后，需要重新进行安全性评估。
[0008] 由于以上问题无法得到解决，电阻型超导直流限流器在目前仍无法得到广泛应 用。
【发明内容】
[0009] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的旨在解决以上技术的问题。
[0010]为实现上述目的，本发明提供了一种直流限流器，其特征在于，所述直流限流器包 括限流电感、并联电阻、限流电阻以及断路器；
[0011] 所述限流电感与所述并联电阻并联后再与所述断路器串联形成断开支路；
[0012] 所述断开支路与所述限流电阻并联构成直流限流器。
[0013] 优选地，所述限流电感采用超导线圈；
[0014]优选地，所述断路器可以采用电力电子开关器件替换；
[0015] 优选地，所述限流电感的值为90mH-95mH;所述限流电阻的值为100Ω-200Ω ;所述 并联电阻的值为20 Ω -30 Ω。
[0016]根据本发明的另一个方面，提供了一种直流电路中使用上述限流器的限流方法， 其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0017] (1)当所述直流电路发生短路时，判断短路电流是否超过安全阈值；
[0018] (2)如果没有超过不对断路器进行操作，仅靠保护装置检测并切除故障点；如果超 过，则断开所述短路器；
[0019] (3)由所述保护装置检测并切除故障，然后闭合重合闸；
[0020] (4)若重合闸闭合并且所述故障切除，则闭合所述断路器;若重合闸无法闭合或故 障无法切除，则断开线路短路器。
[0021] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有 益效果：
[0022] (1)本发明限流电感若采用超导线圈，无需利用超导材料的失超特性来限制短路 电流，因此，没有失超及失超恢复所带来的一系列问题；
[0023] (2)本发明限流电感可以根据实际应用需要，采用常规电感或超导线圈，并且限流 电感在直流输电线路正常运行时能起到平波电抗器的作用；
[0024] (3)本发明可根据实际应用需求，可以采用大容量电力电子开关器件替换与限流 电感同一支路的断路器；
[0025] (4)本发明的限流电感对短路电流的响应几乎是瞬时的，提高了整个短路限流保 护系统的快速性；
[0026] (5)在限制短路电流上升速度的同时，新型直流限流器能够提供断路器开断动作 的触发信号，以提高限流-开断过程的连续性、快速性；
[0027] (6)本发明的直流限流器与直流输电线路断路器相配合，可以在发生短路故障时， 实现"电感即时响应过电流限流-支路开关开断转移至电阻限制稳态过电流-供电回路开关 开断切除故障-重合闸-支路开关闭合恢复正常运行"短路故障处理过程的自动、快速、可靠 进行；
[0028] (7)对直流过电流，无关电流检测速度，电感可即时响应限制过电流，并联电阻可 很容易地根据需要选择限流后电流值。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明所设计的新型直流限流器主电路图；
[0030] 图2为仅装设新型断路器的直流输电线路结构图；
[0031 ]图3为装设有新型直流限流器的直流输电线路结构图；
[0032]图4为新型直流限流器工作流程图；
[0033] 图5为有无装设新型直流限流器的直流输电线路短路电流波形图；
[0034] 图6为有无装设新型直流限流器的直流断路器开断短路电流波形图；图6(a)为短 路电流最大值为14000A时，有无装设本发明所设计的新型直流限流器的直流断路器开断短 路电流波形图；图6(b)为短路电流最大值为16000A时，有无装设本发明所设计的新型直流 限流器的直流断路器开断短路电流波形图；图6(c)为短路电流最大值为18000A时，有无装 设本发明所设计的新型直流限流器的直流断路器开断短路电流波形图。
[0035] 图7为短路前后新型直流限流器支路的电流波形。
[0036] 图8为新型直流限流器限流电感电流及其并联电阻回路(R-L回路）电流的波形图。
[0037]图9为新型直流限流器限流电感电压波形图。
【具体实施方式】
[0038]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0039] 相对于交流输电系统，直流供电系统故障发展的速度较快，对线路保护的响应速 度要求较高，因此控制保护难度更大。
[0040] 本发明中，利用限流电感(可采用常规电感或者超导线圈）、限流电阻、并联电阻及 限流器支路断路器(可采用电力电子开关器件）构成新型直流限流器。该新型直流限流器， 利用限流电感阻碍电流变化的特性限制短路电流的上升速度。同时，将短路电流的大小作 为断路器开断动作的触发信号。能够实现"电感即时响应过电流限流-支路开关开断转移至 电阻限制稳态过电流-供电回路开关开断切除故障-重合闸-支路开关闭合恢复正常运行" 短路故障处理过程的自动、快速、可靠进行，提高直流供电系统的可靠性。而且新型直流限 流器的组成形式多样，可以根据实际应用需求决定，比如限流电感既可以采用常规电感，也 可以采用超导线圈；限流器支路上的支路断路器既可以采用普通的断路器，也可以采用大 容量电力电子开