一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了属于故障电流限制器技术领域的一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器。该故障电流限制器为单相结构；第一交流线圈与第二交流线圈分别同匝数紧密绕制在第一铁心和第二铁心周围且绕向相反；直流线圈绕制在第一交流线圈和第二交流线圈的外围；第一永磁体模块放置在第一铁心顶部以及侧面，第二永磁体模块放置在第二铁心顶部以及侧面，第三永磁体模块放置在第一铁心底部以及侧面，第四永磁体模块放置在第二铁心底部以及侧面；直流线圈以及各永磁体模块对铁心的激磁方向相同。线路正常运行时，故障电流限制器几乎不在正常线路中引入电抗；发生短路故障时，故障电流限制器在故障线路中引入大电抗，使短路电流值在断路器的遮断范围内，限流作用明显。
【专利说明】
一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器
技术领域
[0001]本发明属于故障电流限制器技术领域，特别涉及一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器。
【背景技术】
[0002]电力系统的迅速发展，发电厂以及变电站容量增加，导致现代大电力系统各级电网中的短路电流水平不断增加。系统中部分地区的短路电流已经达到甚至超过断路器的遮断容量，而且上升趋势越来越明显，已经严重威胁到系统的安全运行。
[0003]磁饱和型故障电流限制器拥有正常运行时阻抗小，系统发生短路故障时阻抗值大以及控制简单等特点，能够很好地抑制短路电流。目前，电力系统中的开环磁饱和故障电流限制器多使用超导线圈进行直流励磁，成本高；亦有简单的永磁体和直流线圈共同励磁的结构，但需使用很大的直流励磁磁动势并且铁心端部漏磁效应大。本发明提出一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器，大大减小了直流电源的励磁磁动势需求，降低能耗，提高经济效益，并且大大改善了铁心端部漏磁效应，符合电力系统发展需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器，其特征在于，该故障电流限制器为单相结构，包括I第一铁心、2第二铁心、3第一交流线圈，4第二交流线圈、5直流线圈、6第一永磁体模块、7第二永磁体模块、8第三永磁体模块、9第四永磁体模块。具体为第一交流线圈与第二交流线圈分别同匝数紧密绕制在第一铁心和第二铁心周围且绕向相反，直流线圈绕制在第一交流线圈和第二交流线圈的外围。第一永磁体模块放置在第一铁心顶部以及侧面，第二永磁体模块放置在第二铁心顶部以及侧面，第三永磁体模块放置在第一铁心底部以及侧面，第四永磁体模块放置在第二铁心底部以及侧面。直流线圈以及各永磁体模块对铁心的激磁方向相同。第一交流线圈与第二交流线圈连接，并且一起串联在线路中。
[0005]所述第一铁心和第二铁心的材料为硅钢。
[0006]所述第一永磁体模块的顶部永磁体以及第三永磁体模块的底部永磁体为第一铁心提供磁动势，减小直流励磁电流;第二永磁体模块的顶部永磁体以及第四永磁体模块的底部永磁体为第二铁心提供磁动势，减小直流励磁电流。
[0007]所述第一永磁体模块和第三永磁体模块的侧面永磁体为第一铁心提供磁动势，并且减小第一铁心端部的磁场泄露，提高第一铁心的可利用长度;第二永磁体模块和第四永磁体模块的侧面永磁体为第二铁心提供磁动势，并且减小第二铁心端部的磁场泄露，提高第二铁心的可利用长度。
[0008]本发明的有益效果是针对目前开环磁饱和故障电流限制器普遍使用高成本超导直流电流线圈或者简单永磁体加大电流直流线圈的励磁结构，提出了一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器结构，该结构大大减小了直流电源的励磁磁动势需求，降低成本，提高经济效益；同时减小两个铁心端部的磁场泄露，提高铁心可利用长度。当线路发生短路故障时，该故障电流限制器可以在故障线路中自动引入大电抗，从而有效抑制故障线路的短路电流值，使故障线路的短路电流值在断路器的遮断范围内。
【附图说明】
[0009]图1为一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器结构示意图。
[0010]图中标号:1-第一铁心、2-第二铁心、3-第一交流线圈、4-第二交流线圈、5-直流线圈、6-第一永磁体模块、7-第二永磁体模块、8-第三永磁体模块、9-第四永磁体模块。
【具体实施方式】
[0011]本发明提出一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器结构，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
[0012]图1所示为一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器示意图，该故障电流限制器为单相结构，1-第一铁心、2-第二铁心、3-第一交流线圈、4-第二交流线圈、5-直流线圈、6-第一永磁体模块、7-第二永磁体模块、8-第三永磁体模块、9-第四永磁体模块;具体为第一交流线圈与第二交流线圈分别同匝数紧密绕制在第一铁心和第二铁心周围且绕向相反，直流线圈绕制在第一交流线圈和第二交流线圈的外围。第一永磁体模块放置在第一铁心顶部以及侧面，第二永磁体模块放置在第二铁心顶部以及侧面，第三永磁体模块放置在第一铁心底部以及侧面，第四永磁体模块放置在第二铁心底部以及侧面。直流线圈以及各永磁体模块对铁心的激磁方向相同。第一交流线圈与第二交流线圈连接，并且一起串联在线路中。
[0013]所述第一铁心和第二铁心的材料为硅钢。
[0014]所述第一永磁体模块的顶部永磁体以及第三永磁体模块的底部永磁体为第一铁心提供磁动势，减小直流励磁电流;第二永磁体模块的顶部永磁体以及第四永磁体模块的底部永磁体为第二铁心提供磁动势，减小直流励磁电流。
[0015]所述第一永磁体模块和第三永磁体模块的侧面永磁体为第一铁心提供磁动势，并且减小第一铁心端部的磁场泄露，提高第一铁心的可利用长度;第二永磁体模块和第四永磁体模块的侧面永磁体为第二铁心提供磁动势，并且减小第二铁心端部的磁场泄露，提高第二铁心的可利用长度。
[0016]线路正常运行时，第一交流线圈和第二交流线圈中电流较小，第一铁心工作点在第一永磁体模块、第三永磁体模块以及直流线圈的励磁下处于相对磁导率为1-200的磁饱和区域;第二铁心工作点在第二永磁体模块、第四永磁体模块以及直流线圈的励磁下处于相对磁导率为1-200的磁饱和区域。此时，两个交流线圈的电抗值都很小，在线路中引入电抗值很小。
[0017]当线路发生短路故障时，线路中的电流会急剧增大，第一交流线圈和第二交流线圈中的电流也随之增大。由于第一交流线圈和第二交流线圈绕向相反，所以在短路电流每半个周期中，两个交流线圈中将有一个交流线圈产生的磁动势与直流线圈励磁磁动势相同，从而使得该交流线圈内的铁心工作点仍然处于相对磁导率为1-200的磁饱和区域;另一个交流线圈产生的磁动势与直流线圈励磁磁动势相反，从而使得该交流线圈内的铁心工作点从相对磁导率为1-200的磁饱和区域进入铁心相对磁导率为5000-10000的线性区域，交流线圈的电抗值也随之增大，进而限制线路短路电流值。两个交流线圈反向绕制保证了在短路电流每半个周波中限流器都可以起到限流的作用。
[0018]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器，其特征在于，该故障电流限制器为单相结构，包括I第一铁心、2第二铁心、3第一交流线圈，4第二交流线圈、5直流线圈、6第一永磁体模块、7第二永磁体模块、8第三永磁体模块、9第四永磁体模块。具体为第一交流线圈与第二交流线圈分别紧密绕制在第一铁心和第二铁心周围且绕向相反，直流线圈绕制在第一交流线圈和第二交流线圈的外围。第一永磁模块放置在第一铁心顶部以及侧面，第二永磁体模块放置在第二铁心顶部以及侧面，第三永磁体模块放置在第一铁心底部以及侧面，第四永磁体模块放置在第二铁心底部以及侧面。直流线圈以及各永磁体模块对铁心的激磁方向相同。第一交流线圈与第二交流线圈连接，并且一起串联在线路中。2.根据权利要求1所述一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器，其特征在于，所述第一永磁体模块的顶部永磁体以及第三永磁体模块的底部永磁体为第一铁心提供磁动势，减小直流励磁电流;第二永磁体模块的顶部永磁体以及第四永磁体模块的底部永磁体为第二铁心提供磁动势，减小直流励磁电流。3.根据权利要求1所述一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器，其特征在于，所述第一永磁体模块和第三永磁体模块的侧面永磁体为第一铁心提供磁动势，并且减小第一铁心端部的磁场泄露，提高第一铁心的可利用长度;第二永磁体模块和第四永磁体模块的侧面永磁体为第二铁心提供磁动势，并且减小第二铁心端部的磁场泄露，提高第二铁心的可利用长度。4.根据权利要求1所述一种低铁心端部漏磁型永磁饱和故障电流限制器，其特征在于，所述第一交流线圈与第二交流线圈为串联，在故障电流的每半个周波中，交替起到限流作用。
【文档编号】H02H9/02GK105914722SQ201610387261
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】李磊, 李琳
【申请人】华北电力大学