一种短路电流限制及保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种短路电流限制及保护装置。
【背景技术】
[0002]电气线路的短路属于一种严重的线路故障，如不能及时迅速切断短路的线路，强大的短路电流会造成电气线路急剧升温而着火，从而引起火灾事故。
[0003]随着电力系统和负荷中心电网的迅猛发展，电网规模不断扩大，电网结构极大加强，随之而来电网的短路电流超标问题日益严重，虽依靠电网运行方式的调整短路电流得到一定的抑制，但电网结构的调整空间已十分有限。
[0004]现有的快速开断载流桥体与高压限流熔断器、高吸能氧化锌电阻相组合的大容量高速开关，大容量高速开关能够在短路电流上升初期即开断并限制其增长，可以在短路电流达到峰值的15 %左右时切断短路电流，动作时间小于Ims，从而避免大的短路电流对电器设备造成冲击。大容量高速开关具有额定电流大、开断时间短、开断能力强、断口耐压高的特点。但大容量高速开关使用有一些缺点，在大容量高速开关开断后将故障线路切除，对一些不能停电负荷的稳定运行带来安全隐患，而且大容量高速开关只能安装在室内。而节能型电网限流装置中的大容量高速开关爆炸桥开断后需停电更换元件，造成了电网运行可靠性不高的问题。
[0005]现有技术还提出了在线路端或母线间装设串联电抗器从而增大短路的阻抗的技术方案。该方案的缺点在于增大了电能传输损耗，有时会降低系统的稳定性，并需对现有线路的距离保护方案进行修改。而另一种技术方案在配电网中采用的可控串联电抗器，在系统正常工作时，电抗器和电容器处于串联谐振状态；在发生短路故障时，导通控制器快速导通，短接电容器，容抗电路脱离谐振状态，电抗器起到限制短路电流的作用。但该方案仅采用电抗器作为过电压保护器件，缺点在于不满足高压或超高压电网的高可靠性和检修维护的要求。
【实用新型内容】
[0006]基于此，本实用新型提供一种短路电流限制及保护装置，能限制短路电流强度和及时切断发生短路故障的线路，避免在发生电网短路故障时更换其他元件和对其他设备的不必要影响，提高对短路故障的响应能力和可靠性，保护电网设备不受损毁。
[0007]一种短路电流限制及保护装置，包括:相互串接的限流电抗器和第一高速开关；
[0008]所述限流电抗器的两端分别并联有第一金属氧化物变阻器、吸收电容器和第二高速开关；
[0009]所述第一高速开关两端设有一并联支路，所述并联支路包括阻容吸收电路、第二金属氧化物变阻器和晶闸管电路；所述第一高速开关与所述阻容吸收电路、所述第二金属氧化物变阻器以及所述晶闸管电路分别并联；所述第一高速开关两端还并联有一接触器；
[0010]所述限流电抗器的母线入线侧还串接有第一隔离开关；所述第一高速开关的母线出线侧还串接有第二隔1?开关。
[0011]优选地，所述阻容吸收电路包括电阻器和电容器组，所述电阻器和电容器组串联连接；所述电容器组包括多个相互串联或并联的电容器。
[0012]优选地，所述晶闸管电路包括一个或多个串联的反并联晶闸管。
[0013]优选地，所述短路电流限制及保护装置还包括一个或多个连接在母线出线侧的电流互感器。
[0014]优选地，所述短路电流限制及保护装置还包括控制器和电容式电压互感器；所述控制器与所述电流互感器和所述电容式电压互感器分别连接；所述电容式电压互感器还连接在所述限流电抗器与所述第一高速开关的串接点上。
[0015]优选地，所述短路电流限制及保护装置还包括一旁路开关；所述旁路开关的一端连接在母线入线侧，另一端连接在母线出线侧。
[0016]优选地，所述第二高速开关还串联有第三隔离开关。
[0017]优选地，所述第一高速开关和所述第二高速开关分别为电子开关、机械式动作开关和物理式动作开关中的任意一种。
[0018]上述短路电流限制及保护装置，利用电力电子功率器件晶闸管的高速开关特性和大电流分断能力来实现对系统发生故障时的保护，以解决现有技术中电网运行可靠性不高的问题；其主要由电力电子开关器件组成，本身又带有旁路开关，使得检修维护方便，控制简单，在不增加系统成本的前提下，本实用新型所述断路器装置性价比较高。具体地，本实用新型还可避免对电网主网架的改变，有效抑制电网短路电流，降低和避免由于短路电流超标引起的电网结构调整、设备更换带来的投资成本；限制流过电气设备的短路电流幅值，减少灾难性故障发生的可能性。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型提供的短路电流限制及保护装置的第一实施例的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型第一实施例提供的电容器组的一种结构示意图。
[0021]图3是本实用新型第一实施例提供的晶闸管电路的一种结构示意图。
[0022]图4是本实用新型提供的短路电流限制及保护装置的第二实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0024]需要说明的是，所述附图仅仅是示意性的并且是非限制性的。说明书和权利要求书中的术语第一、第二等被用来在相似元素之间进行区分，且不一定被用来描述顺序或时间次序。这些术语在适当的情况下是可互换的，并且本实用新型的各实施例能够按照除了本文所述或所示之外的顺序或走向来操作。
[0025]参见图1，是本实用新型提供的短路电流限制及保护装置的第一实施例的结构示意图。
[0026]本实施例提供的短路电流限制及保护装置，包括:相互串接的限流电抗器LI和第一尚速开关K1。
[0027]其中，所述限流电抗器LI的两端分别并联有一防止所述限流电抗器LI过压的第一金属氧化物变阻器MOVl、吸收电容器Cl和第二高速开关K2。
[0028]所述第一高速开关Kl两端设有一并联支路，所述并联支路包括阻容吸收电路、第二金属氧化物变阻器M0V2和晶闸管电路SCR ;所述第一高速开关Kl与所述阻容吸收电路、所述第二金属氧化物变阻器M0V2以及所述晶闸管电路SCR分别并联，通过第二金属氧化物变阻器M0V2来限制晶闸管电路SCR两端电压；所述第一高速开关Kl两端还并联有一接触器K3 ;该接触器K3可以优选为高压真空接触器。在发生短路故障时，若第一高速开关Kl发生拒动时，可以控制闭合该接触器K3来实现相同目的，避免了可能因第一高速开关Kl拒动而引发的线路带限流电抗器运行和装置停电检修问题。
[0029]所述限流电抗器LI的母线入线侧还串接有第一隔离开关KIl ;所述第一高速开关Kl的母线出线侧还串接有第二隔离开关KI2。具体地，在检修晶闸管电路时，可以通过第一隔离开关KIl和第二隔离开关KI2断开与晶闸管相连接的电源和负载。
[0030]正常运行时，所述晶闸管电路不导通，第一金属氧化物变阻器M0V1、第二金属氧化物变阻器M0V2均为高阻状态，所述限流电抗器LI与所述电容器组C2形成串联谐振，其等效阻抗为零，对外部系统运行没有影响。当流过谐振回路的电流超过设定值(线路过电流保护动作)，或电流超过一定值且电流上升速率大于设定值时(线路电流斜率保护动作)，晶闸管电路导通。具体地，正常工作状态时，当输入交流电源信号为正半波时，正向的晶闸管导通，当交流电源信号为负半波时，反向晶闸管导通；第一隔离开关KI1、第二隔离开关KI2闭合，电网电流经第一隔离开关KI1、电抗器、晶闸管电路、第二隔离开关KI2给负载供电。当电力系统发生短路故障时，若此时输入交流电源处于正半波时，正向晶闸管在此后第一次过零时关断，若此时输入交流电源处于负半波时，反向晶闸管在此后第一次过零时关断，从而快速有效的切除短路电流。如果所述晶闸管电路无法迅速导通，则第二金属氧化物变阻器M0V2作为后备保护限制流过所述电容器组C2的电流。
[0031]在一较佳实施例中，所述阻容吸收电路包括电阻器Rl和电容器组C2，电阻器Rl和电容器组C2串联连接；所述电容器组C2包括多个相互串联或并联的电容器。
[0032]参看图2，是本实用新型第一实施例提供的电容器组的一种结构示意图。
[0033]在一种可实现的方式中，电容器组C2包括电容器C21、电容器C22、电容器C23、电容器C24、电容器C25和电容器C26 ;其中，电容器C21和电容器C22形成第一个串联支路；电容器C23和电容器C24形成第二个串联支路；电容器C25和电容器C26形成第三个串联支路；