应用于柔性直流输电系统的限流器及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了应用于柔性直流输电系统的限流器及装置，涉及柔性直流输电技术领域，其中，该应用于柔性直流输电系统的限流器包括：第一电感、第二电感、电力电子切换开关和保护器件，需要进行说明的是，第一电感和第二电感存在耦合关系，保护器件用来限制第一电感、第二电感或者电力电子切换开关两端电压的大小，第一电感和第二电感配合使用，使用时，电力电子切换开关在判断第一电感所在的主电路的电流未超出阈值时闭合，并且，将限流器总电感值限制到第一数值，使总电感值非常小，电力电子切换开关还在判断主电路电流超出阈值时断开，并且，将限流器总电感值限制到第二数值，这里，第二数值大于第一数值，从而有效抑制了主电路电流增长速度。

Current limiter and device for flexible HVDC transmission system

The invention provides a current limiter and a device for a flexible HVDC transmission system, relating to the technical field of flexible HVDC transmission, wherein the current limiter for a flexible HVDC transmission system includes a first inductance, a second inductance, a power electronic switching switch and a protective device, and it is necessary to explain that the first inductance and a second inductance are used. The first inductor and the second inductor are used in conjunction with each other. When the power electronic switching switch is used, the power electronic switching switch closes when judging that the current of the main circuit in which the first inductor is located does not exceed the threshold. The total inductance value of the current limiter is limited to the first value, so that the total inductance value is very small. The power electronic switching switch is also disconnected when judging that the current of the main circuit exceeds the threshold value, and the total inductance value of the current limiter is limited to the second value, where the second value is greater than the first value, thus effectively suppressing the current growth rate of the main circuit.

【技术实现步骤摘要】
应用于柔性直流输电系统的限流器及装置
本专利技术涉及柔性直流输电
，尤其涉及应用于柔性直流输电系统的限流器及装置。
技术介绍
柔性直流输电系统是当前电力系统发展的重要方向，但直流系统在短路时故障电流增长速度远高于交流系统，这要求直流系统有高性能的限流器，以备直流断路器能够成功切断电路。在实际运用过程中，要求限流器在正常运行时设备阻抗为零，系统运行无损耗。在系统发生短路故障时，能够有效抑制故障电流的增长速度。在系统恢复正常运行时，限流设备能够快速从故障中恢复。由于直流系统的特殊性，适应于交流系统的很多限流设备无法用于直流系统。目前发展的主要方向是超导限流器，但超导限流器存在以下问题：一、电阻型超导限流器在失超时，其阻值从零增加到某电阻值，其将消耗电功率P＝i2R，该部分功率完全转化为热量。假定断路器需要时间T完全断开，则超导限流器产生的总热量为该总热量随着系统短路电流增加而以二次方关系增加，并随着断路器关断时间增加而线性增加。该总热量若不迅速导出系统，则超导限流器内部液氮气化导致压力剧增，系统有爆炸的危险。二、电抗型超导限流器结构复杂，响应速度较慢，存在正常态损耗。三、其他各种常规限流器要么存在稳态损耗，要么存在响应速度慢的缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供了应用于柔性直流输电系统的限流器及装置，通过设置第一电感、第二电感和电力电子切换开关等，在系统发生故障时通过电力电子切换开关进行换路操作，增加系统的电感值，提高了对故障发生后电流增长过快的抑制能力。第一方面，本专利技术实施例提供了应用于柔性直流输电系统的限流器，包括：第一电感、第二电感、电力电子切换开关和保护器件，其中，所述第一电感和所述第二电感存在耦合关系；所述第一电感和所述第二电感配合使用；所述保护器件，用于限制所述第一电感、所述第二电感或者所述电力电子切换开关的电压的大小；所述电力电子切换开关，在判断所述第一电感所在的主电路的电流未超出阈值时闭合，且，将所述限流器总电感值限制到第一数值；所述电力电子切换开关，还在判断主电路电流超出阈值时断开，且，将所述限流器总电感值限制到第二数值，其中，所述第二数值大于所述第一数值。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述保护器件包括第一压敏电阻，所述第一压敏电阻并联在所述第一电感的两端；所述第一压敏电阻，用于限制所述第一电感两端电压的大小。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述保护器件还包括第二压敏电阻，所述第二压敏电阻与所述第二电感并联；所述第二压敏电阻，用于限制所述第二电感两端电压的大小。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述保护器件还包括第三压敏电阻，所述第三压敏电阻与所述电力电子切换开关并联；所述第三压敏电阻，用于限制所述电力电子切换开关两端电压的大小。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电力电子切换开关在所述判断的结果为否闭合时，总电感值为Lab1＝L1(1-k2)；所述电力电子切换开关在所述判断的结果为是时断开时，总电感值为Lab1＝L1；其中，L1为所述第一电感值，k为耦合系数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电力电子切换开关在所述判断的结果为否时闭合时，总电感值为所述电力电子切换开关在所述判断的结果为是时断开时，总电感值为Lab2＝L1；其中，L1为所述第一电感值，L2为所述第二电感值，k为耦合系数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述电力电子切换开关在所述判断的结果为否时闭合时，总电感值为Lab3＝L1(1-k2)；所述电力电子切换开关在所述判断的结果为是时断开时，总电感值为其中，L1为所述第一电感值，L2为所述第二电感值，k为耦合系数。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述第一压敏电阻、所述第二压敏电阻和所述第三压敏电阻均为金属氧化物电阻；所述第一压敏电阻、所述第二压敏电阻和所述第三压敏电阻均用于过电压保护。第二方面，本专利技术实施例提供了应用于柔性直流输电系统的限流装置，包括：相连接的监测控制电路和上述任一项所述的应用于柔性直流输电系统的限流器；所述监测控制电路，用于对所述的应用于柔性直流输电系统的限流器进行状态监测、电力电子切换开关驱动和与外界进行通信。本专利技术实施例提供的应用于柔性直流输电系统的限流器及装置，其中，该应用于柔性直流输电系统的限流器包括：第一电感、第二电感、电力电子切换开关和保护器件，需要进行说明的是，第一电感和第二电感存在耦合关系，第一电感和第二电感配合使用，保护器件用来限制第一电感、第二电感或者电力电子切换开关的电压的大小，电力电子切换开关在判断第一电感所在的主电路的电流未超出阈值时闭合，并且，将限流器总电感值限制到第一数值，电力电子切换开关还在判断主电路电流超出阈值时断开，并且，将限流器总电感值限制到第二数值，需要进行说明的是，第二数值大于第一数值，这样，利用电感的耦合作用和电力电子切换开关的快速切换能力，在电力电子切换开关切断前后，电路中等效电感变化明显，使得该限流器在正常运行时对系统几乎无影响；而在故障态时，该限流器总等效电感迅速增加，起到了限制短路电路增加速度的作用。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例所提供的应用于柔性直流输电系统的限流器的第一结构连接图；图2示出了本专利技术实施例所提供的应用于柔性直流输电系统的限流器的第二结构连接图；图3示出了本专利技术实施例所提供的应用于柔性直流输电系统的限流器的第三结构连接图；图4示出了本专利技术实施例所提供的应用于柔性直流输电系统的限流器的第四结构连接图；图5示出了本专利技术实施例所提供的应用于柔性直流输电系统的限流器的第五结构连接图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，在柔性直流输电系统发生短路故障时，需要电路能有效抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.应用于柔性直流输电系统的限流器，其特征在于，包括：第一电感、第二电感、电力电子切换开关和保护器件，其中，所述第一电感和所述第二电感存在耦合关系；所述第一电感和所述第二电感配合使用；所述保护器件，用于限制所述第一电感、所述第二电感或者所述电力电子切换开关的电压的大小；所述电力电子切换开关，在判断所述第一电感所在的主电路的电流未超出阈值时闭合，且，将限流器总电感值限制到第一数值；所述电力电子切换开关，还在判断主电路电流超出阈值时断开，且，将所述保护器件所在的限流器总电感值限制到第二数值，其中，所述第二数值大于所述第一数值。

【技术特征摘要】
1.应用于柔性直流输电系统的限流器，其特征在于，包括：第一电感、第二电感、电力电子切换开关和保护器件，其中，所述第一电感和所述第二电感存在耦合关系；所述第一电感和所述第二电感配合使用；所述保护器件，用于限制所述第一电感、所述第二电感或者所述电力电子切换开关的电压的大小；所述电力电子切换开关，在判断所述第一电感所在的主电路的电流未超出阈值时闭合，且，将限流器总电感值限制到第一数值；所述电力电子切换开关，还在判断主电路电流超出阈值时断开，且，将所述保护器件所在的限流器总电感值限制到第二数值，其中，所述第二数值大于所述第一数值。2.根据权利要求1所述的应用于柔性直流输电系统的限流器，其特征在于，所述保护器件包括第一压敏电阻，所述第一压敏电阻并联在所述第一电感的两端；所述第一压敏电阻，用于限制所述第一电感两端电压的大小。3.根据权利要求2所述的应用于柔性直流输电系统的限流器，其特征在于，所述保护器件还包括第二压敏电阻，所述第二压敏电阻与所述第二电感并联；所述第二压敏电阻，用于限制所述第二电感两端电压的大小。4.根据权利要求3所述的应用于柔性直流输电系统的限流器，其特征在于，所述保护器件还包括第三压敏电阻，所述第三压敏电阻与所述电力电子切换开关并联；所述第三压敏电阻，用于限制所述电力电子切换开关两端电压的大小。5.根据权利要求1所述的应用于柔性直流输电系统的限流器，其特征在于，所述电力电子切...

【专利技术属性】
技术研发人员：许军，张慧媛，刘宏伟，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11