短路电流的泄流装置、方法和含故障泄流装置的电力系统制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种短路电流的泄流装置、方法和含故障泄流装置的电力系统，所述泄流装置包括：第一快速开关，第一快速开关的一端与电力系统的输电线路相连；故障泄流器，故障泄流器包括主泄流电路、次泄流电路和后备保护电路，其中，主泄流电路、次泄流电路和后备保护电路连接在第一快速开关的另一端和地之间；电流探测元件，电流探测元件用于探测电力系统中输电线路的电流；控制器，用于在输电线路的电流大于第一泄流阈值时，控制第一快速开关闭合，并根据输电线路的电流控制主泄流电路、次泄流电路和后备保护电路中的至少一个进行泄流工作。该泄流装置可实现任意大短路电流的泄流，且能够在实现泄流的同时，保证泄流的安全性。

Short-circuit Current Discharge Device, Method and Power System with Fault Discharge Device

The invention provides a short-circuit current relief device, a method and a power system with a fault relief device. The relief device includes: a first fast switch, one end of the first fast switch is connected with the transmission line of the power system; a fault relief device includes a main relief circuit, a secondary relief circuit and a backup protection circuit, in which the main relief circuit, a secondary relief circuit and a backup protection circuit are included. The circuit and backup protection circuit are connected between the other end of the first fast switch and the ground; the current detection element is used to detect the current of the transmission line in the power system; the controller is used to control the closure of the first fast switch when the current of the transmission line exceeds the first discharge threshold, and to control the main discharge circuit, the secondary discharge circuit and the secondary discharge circuit according to the current of the transmission line. \u540e\u5907\u4fdd\u62a4\u7535\u8def\u4e2d\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u8fdb\u884c\u6cc4\u6d41\u5de5\u4f5c\u3002 The discharge device can discharge any large short-circuit current and ensure the safety of discharge at the same time.

【技术实现步骤摘要】
短路电流的泄流装置、方法和含故障泄流装置的电力系统
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种短路电流的泄流装置、方法和含故障泄流装置的电力系统。
技术介绍
随着现代电力系统负荷的持续增长、各大电网的紧密互联、大容量机组的不断投入，电网短路电流等级日益增大。在我国，国家电网、南方电网规模迅速扩张，地区区域电网互联日趋紧密，大量新能源及其它小容量电源并网接入，中低压电网变压器容量不断增大，这些技术措施虽然有效提高了电网的输电能力，也导致了短路电流的快速增长。短路故障被认为是对电网安全稳定运行最大的威胁之一，短路故障支路能否快速有效地被切除与短路电流大小密切相关。此外，短路电流对电力系统的电气设备本身具有很大的危害性，如增加设备运行负担、降低设备可靠性和使用寿命等。因此，抑制电力系统短路电流，快速有效地切除短路故障支路，保障电力系统的运行安全及可靠性，成为目前我国电力系统安全稳定运行以及电力建设、发展的迫切问题。为此，故障限流器(FaultCurrentLimiter，简称FCL)被认为是一种有效的技术措施，如图1所示。该故障限流器被串联接入电网，正常状态下显示零阻抗特性，故障状态下显示高阻抗特性。因此，可以有效抑制电网短路电流大小，减轻断路器等开关设备的动、热稳定负担，提高断路器等开关设备的动作可靠性和使用寿命，有效实现电网短路故障支路切除。众所周知，故障限流器本身存在着一定的缺陷，如技术难度大、建设成本高、网络损耗大等。为此，相较于故障限流器这种基于“堵电流”思路将其串联到电网中，相关技术在提出了一种故障泄流器(FaultCurrentSplitter,简称FCS)，将其并联接入电网中，如图2所示。该故障泄流器可将高水平短路故障电流分解为多个断路器可断开的小故障电流，从而实现故障电流支路的高效、安全切除。然而，该技术并未考虑到故障泄流器承受超自身泄流任务的情况，容易造成安全隐患。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种短路电流的泄流装置，该泄流装置能够在实现短路电流泄流的同时，保证泄流的安全性。本专利技术的第二个目的在于提出一种含故障泄流装置的电力系统。本专利技术的第三个目的在于提出一种短路电流的泄流方法。为实现上述目的，本专利技术提出了一种短路电流的泄流装置，包括：第一快速开关，所述第一快速开关的一端与电力系统的输电线路相连；故障泄流器，所述故障泄流器包括主泄流电路、次泄流电路和后备保护电路，其中，所述主泄流电路的一端与所述第一快速开关的另一端相连，所述主泄流电路的另一端接地，所述次泄流电路与所述主泄流电路并联连接，所述后备保护电路的第一端与所述第一快速开关的另一端相连，所述后备保护电路的第二端与所述主泄流电路相连；电流探测元件，所述电流探测元件用于探测电力系统中输电线路的电流；控制器，所述控制器分别与所述电流探测元件、所述第一快速开关、所述主泄流电路、所述次泄流电路和所述后备保护电路相连，所述控制器用于在所述输电线路的电流大于第一泄流阈值时，控制所述第一快速开关闭合，并根据所述输电线路的电流控制所述主泄流电路、所述次泄流电路和所述后备保护电路中的至少一个进行泄流工作。本专利技术实施例的短路电流的泄流装置，通过故障泄流器的设置，可实现任意大短路电流的泄流，且能够在实现泄流的同时，保证泄流的安全性。另外，根据本专利技术实施例的短路电流的泄流装置还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述控制器具体用于：在所述输电线路的电流大于所述第一泄流阈值且小于或者等于第二泄流阈值时，控制所述主泄流电路进行泄流工作；在所述输电线路的电流大于所述第二泄流阈值且小于或者等于第三泄流阈值时，控制所述主泄流电路和所述次泄流电路进行泄流工作；在所述输电线路的电流大于所述第三泄流阈值时，至少控制所述后备保护电路进行泄流工作。进一步地，所述主泄流电路包括：串联连接的真空开关和第一电阻，所述串联连接的真空开关和第一电阻的一端与所述第一快速开关的另一端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述串联连接的真空开关和第一电阻的另一端相连相连，所述第二电阻的另一端接地；其中，所述控制器在所述输电线路的电流大于所述第一泄流阈值且小于或者等于所述第二泄流阈值时，控制所述真空开关闭合。进一步地，所述次泄流电路包括：至少一个串联连接的第二快速开关和第三电阻，每个串联连接的第二快速开关和第三电阻均与所述主泄流电路并联连接；其中，所述控制器在所述输电线路的电流大于所述第二泄流阈值且小于或者等于所述三泄流阈值时，控制所述真空开关和至少一个所述第二快速开关闭合。进一步地，所述后备保护电路包括：放电控制间隙，所述放电控制间隙与所述串联连接的真空开关和第一电阻并联连接；ZnO避雷器，所述ZnO避雷器与所述放电控制间隙并联连接；其中，所述控制器在所述输电线路的电流大于所述第三泄流阈值时，控制所述放电控制间隙放电，以向所述真空开关提供高频脉冲电流，使所述真空开关断开，以将所述输电线路的电流转移到所述ZnO避雷器上。进一步地，所述后备保护电路还包括：电容，所述电容与所述ZnO避雷器并联连接；其中，当所述电容两端的电压超过电压阈值时，触发所述ZnO避雷器，以将所述输电线路的电流转移到所述ZnO避雷器上。更进一步地，所述后备保护电路还包括：串联连接的可控并联间隙和第四电阻，所述串联连接的可控并联间隙和第四电阻与所述主泄流电路并联连接；串联连接的第三快速开关和第五电阻，所述串联连接的第三快速开关和第五电阻与所述主泄流电路并联连接；其中，所述可控并联间隙和所述第三快速开关作为所述ZnO避雷器短时热耐受能力的后备保护。进一步地，所述控制器还用于：在所述输电线路的电流小于或者等于所述第一泄流阈值时，控制所述第一快速开关处于断开状态。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种含故障泄流装置的电力系统，包括上述实施例的短路电流的泄流装置。本专利技术实施例的电力系统，采用上述的短路电流的泄流装置，可实现任意大短路电流的泄流，且能够在实现泄流的同时，保证泄流的安全性。为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种短路电流的泄流方法，其应用于上述实施例的短路电流的泄流装置，所述方法包括以下步骤：探测电力系统中输电线路的电流；当所述输电线路的电流大于第一泄流阈值时，控制所述第一快速开关闭合，并根据所述输电线路的电流控制所述主泄流电路、所述次泄流电路和所述后备保护电路中的至少一个进行泄流工作。本专利技术实施例的短路电流的泄流方法，可实现任意大短路电流的泄流，且能够在实现泄流的同时，保证泄流的安全性。附图说明图1是本专利技术提供的一种故障限流器接入方式的示意图；图2是本专利技术提供的另一种故障泄流器接入方式的示意图；图3是本专利技术提供的一种短路电流的泄流装置的结构示意图；图4是本专利技术提供的一种短路电流的泄流装置的结构拓扑图；图5是本专利技术提供的一种含故障泄流装置的电力系统的结构示意图；图6是本专利技术提供的一种短路电流的泄流方法的流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短路电流的泄流装置，其特征在于，包括：第一快速开关，所述第一快速开关的一端与电力系统的输电线路相连；故障泄流器，所述故障泄流器包括主泄流电路、次泄流电路和后备保护电路，其中，所述主泄流电路的一端与所述第一快速开关的另一端相连，所述主泄流电路的另一端接地，所述次泄流电路与所述主泄流电路并联连接，所述后备保护电路的第一端与所述第一快速开关的另一端相连，所述后备保护电路的第二端与所述主泄流电路相连；电流探测元件，所述电流探测元件用于探测电力系统中输电线路的电流；控制器，所述控制器分别与所述电流探测元件、所述第一快速开关、所述主泄流电路、所述次泄流电路和所述后备保护电路相连，所述控制器用于在所述输电线路的电流大于第一泄流阈值时，控制所述第一快速开关闭合，并根据所述输电线路的电流控制所述主泄流电路、所述次泄流电路和所述后备保护电路中的至少一个进行泄流工作。

【技术特征摘要】
1.一种短路电流的泄流装置，其特征在于，包括：第一快速开关，所述第一快速开关的一端与电力系统的输电线路相连；故障泄流器，所述故障泄流器包括主泄流电路、次泄流电路和后备保护电路，其中，所述主泄流电路的一端与所述第一快速开关的另一端相连，所述主泄流电路的另一端接地，所述次泄流电路与所述主泄流电路并联连接，所述后备保护电路的第一端与所述第一快速开关的另一端相连，所述后备保护电路的第二端与所述主泄流电路相连；电流探测元件，所述电流探测元件用于探测电力系统中输电线路的电流；控制器，所述控制器分别与所述电流探测元件、所述第一快速开关、所述主泄流电路、所述次泄流电路和所述后备保护电路相连，所述控制器用于在所述输电线路的电流大于第一泄流阈值时，控制所述第一快速开关闭合，并根据所述输电线路的电流控制所述主泄流电路、所述次泄流电路和所述后备保护电路中的至少一个进行泄流工作。2.如权利要求1所述的短路电流的泄流装置，其特征在于，所述控制器具体用于：在所述输电线路的电流大于所述第一泄流阈值且小于或者等于第二泄流阈值时，控制所述主泄流电路进行泄流工作；在所述输电线路的电流大于所述第二泄流阈值且小于或者等于第三泄流阈值时，控制所述主泄流电路和所述次泄流电路进行泄流工作；在所述输电线路的电流大于所述第三泄流阈值时，至少控制所述后备保护电路进行泄流工作。3.如权利要求2所述的短路电流的泄流装置，其特征在于，所述主泄流电路包括：串联连接的真空开关和第一电阻，所述串联连接的真空开关和第一电阻的一端与所述第一快速开关的另一端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述串联连接的真空开关和第一电阻的另一端相连相连，所述第二电阻的另一端接地；其中，所述控制器在所述输电线路的电流大于所述第一泄流阈值且小于或者等于所述第二泄流阈值时，控制所述真空开关闭合。4.如权利要求2或3所述的短路电流的泄流装置，其特征在于，所述次泄流电路包括：至少一个串联连接的第二快速开关和第三电阻，每个串联连接的第二快速开关和第三电阻均与所述主泄流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎灿兵，刘绪斌，曹一家，周斌，张聪，杨思进，张子杰，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43