一种储能型大电流快速灭磁装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种储能型大电流快速灭磁装置，包括：直流励磁电源、直流励磁绕组、灭磁开关、隔离变压器、一次侧定向二极管、二次侧定向二极管、电容、第一放电开关和放电回路；灭磁开关串联在直流励磁电源和直流励磁绕组之间，灭磁开关、直流励磁电源和直流励磁绕组构成第一串联回路；一次侧定向二极管串联在隔离变压器的一次侧，一次侧定向二极管并联在直流励磁绕组两端；隔离变压器的二次侧、二次侧定向二极管和电容串联；第一放电开关与放电回路串联后并联于电容构成第二串联回路。同时实现快速灭磁和能量转移、存储和再利用的功能，通过定向二极管和隔离变压器的隔离作用，不影响直流励磁电源的接入和励磁绕组的再励磁过程。

A Energy Storage Type High Current Quick Deexcitation Device

【技术实现步骤摘要】
一种储能型大电流快速灭磁装置
本技术涉及快速灭磁
，尤其涉及一种储能型大电流快速灭磁装置。
技术介绍
直流励磁绕组(也叫激磁绕组)是可以产生恒定直流磁场的线圈绕组。直流励磁绕组一般用于电动机和发电机内，有串励和并励之分。发电机内使用励磁绕组，可以替代永磁体，产生永磁体无法产生的强大的磁通密度，且方便调节，从而实现大功率发电。直流励磁绕组还常用于饱和铁芯型限流电抗器中，在正常运行状态下产生恒定的直流磁场使限流器的铁芯处于饱和状态，保证限流器不影响线路的功率传输。近年来，直流励磁绕组的额定励磁电流随着发电机、电动机和限流器容量的提高而逐渐增大。在同步发电机发生故障时，要迅速转移或消灭励磁绕组磁场内的大量能量以减小事故扩大，保护发电机组；在电网系统发生短路故障时，需要迅速断开直流励磁电源，并转移或消灭直流励磁绕组中的大量能量以使限流器迅速投入使用，限制电流的峰值以保护线路中的各种设备。由于直流励磁绕组通常具有大电感特性，要迅速转移或消灭其中的能量较为困难。因此，提高灭磁保护装置的性能是非常必要的。一般要求灭磁装置在保证安全性的前提下，可以应对不同的恶劣工况，快速可靠地转移或消耗存储在直流励磁绕组中的能量。此外，灭磁装置还应当易于操作和维护。对于直流励磁绕组的快速灭磁装置而言，除了满足灭磁装置基本操作要求外，还应当满足以下三点基本要求：1.灭磁速度要尽可能快，即时间要尽量缩短。2.在灭磁过程中，直流励磁绕组两端的电压不能超过规定的限值。3.灭磁过程最后，必须保证剩余励磁电流低于限值。在上述三点基本要求中，灭磁时间是评判灭磁装置性能最重要的一个指标，通常规定灭磁时间为灭磁装置动作到灭磁结束之间的时间。灭磁装置的快速性涉及到设备乃至电网系统的安全性和稳定性，因此需要优先保证灭磁时间这一指标。按照原理的不同，可以将灭磁分为以下三种：1.耗能型灭磁早期的串联灭磁属于耗能型灭磁，其工作原理为：利用灭磁开关消耗励磁绕组中的能量，当灭磁开关跳变后，存在于励磁回路中的磁能，在燃烧室中形成电弧，当能量耗尽后电弧熄灭。上世纪八十年代之前，由于励磁系统大多选用直流或者多机励磁的方法，因此，灭磁的方式也基本选取串联灭磁方法，主要在中国和前苏联有应用。但是由于其开关动作可靠性较差、故障率偏高、灭磁效率低、断弧能力差等诸多缺点，世界其他国家没有发展和应用该灭磁系统，目前此类灭磁开关已被市场淘汰。2.移能型灭磁随着可控硅自并励系统的出现，灭磁方式也从利用断路器实现的耗能型向移能型方式转变，移能型方式是指利用断路器和跨接器来转移灭磁时励磁回路中的磁场能量的方式。此类灭磁方法的作用原理是：灭磁系统通过动作灭磁开关，将励磁绕组接入到灭磁回路中，灭磁回路接有耗能型元件，利用该元件将励磁绕组中的能量消耗掉。耗能元件可分为线性电阻和非线性电阻，因此移能型灭磁可以大致分为以下两种形式：(1)移能型灭磁开关与线性电阻组合此种灭磁方法的灭磁电路构成比较简单，但也存在很多缺点，例如灭磁时间过长，拖尾现象严重，不能在发生故障需要时实现迅速灭磁。除此之外，此类灭磁开关经常发生误动作，检修困难，威胁设备的安全。(2)移能型灭磁开关与非线性电阻组合80年代以来，越来越广泛地选取非线性电阻灭磁方式。非线性电阻灭磁方式能够有效地提高灭磁速度，常见的有氧化锌(ZnO)和碳化硅(SiC)电阻。现在普遍采用的灭磁方法是移能型灭磁开关与非线性电阻组合的移能型灭磁方法，其借助于灭磁开关转移励磁绕组中的能量，由灭磁回路中的非线性电阻消耗这部分能量。虽然该方法可以实现快速灭磁，但其直流励磁绕组中的能量被非线性电阻所消耗，无法再利用，会造成能量的浪费，因此该方法不符合电力系统节能发展的需要。3.储能型灭磁为了利用灭磁时直流励磁绕组中储存的大量能量，有学者提出储能型灭磁方法。储能型灭磁方法主要包括以下两种：(1)电池储能在灭磁回路中接入电池，可以在灭磁过程中将励磁绕组中的能量转移到电池中，实现能量的存储和转化。电池灭磁的优点是可以实现励磁能量的再利用，且灭磁速度较为稳定；缺点是灭磁速度慢，且容易导致电池的损坏，进而影响灭磁回路的可靠性。(2)电容储能在灭磁回路中接入大电容，可以在灭磁过程中将励磁绕组中的能量迅速转移到大电容中。其优点是灭磁速度快，存储至电容中的能量可通过后续放电步骤实现再利用；缺点是在快速灭磁的过程中，能量迅速转移至电容，若选取的电容容量较小，电容两端的端电压将迅速升高，可能对电容产生危害；若选取的电容容量较大，则会降低灭磁的速度。另外，由于装置中没有隔离设备，电容的存在可能会危害直流励磁绕组的再励磁过程。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种储能型大电流快速灭磁装置，通过在灭磁回路中增加隔离变压器，改进电容储能型灭磁装置，旨在优先保证灭磁快速性的基础上，实现励磁绕组中能量的存储和再利用，同时可增加电容的容量以保证电容的安全性，并在灭磁回路中增加隔离设备，避免电容元件危害直流励磁绕组的再励磁过程。本技术的第一方面提供了一种储能型大电流快速灭磁装置，包括：直流励磁电源、直流励磁绕组、灭磁开关、隔离变压器、一次侧定向二极管、二次侧定向二极管、电容、第一放电开关和放电回路；灭磁开关串联在直流励磁电源和直流励磁绕组之间，灭磁开关、直流励磁电源和直流励磁绕组构成第一串联回路；一次侧定向二极管串联在隔离变压器的一次侧，一次侧定向二极管并联在直流励磁绕组两端；隔离变压器的二次侧、二次侧定向二极管和电容串联；第一放电开关与放电回路串联后并联于电容构成第二串联回路。可选的，装置还包括：第二放电开关和放电回路；第二放电开关与放电回路串联后，并联在电容两端。可选的，隔离变压器的匝数比为N：1，N大于第一阈值。从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：本技术实施例中，提供了一种储能型大电流快速灭磁装置，包括：直流励磁电源、直流励磁绕组、灭磁开关、隔离变压器、一次侧定向二极管、二次侧定向二极管、电容、第一放电开关和放电回路；灭磁开关串联在直流励磁电源和直流励磁绕组之间，灭磁开关、直流励磁电源和直流励磁绕组构成第一串联回路；一次侧定向二极管串联在隔离变压器的一次侧，一次侧定向二极管并联在直流励磁绕组两端；隔离变压器的二次侧、二次侧定向二极管和电容串联；第一放电开关与放电回路串联后并联于电容构成第二串联回路。通过上述方式，通过引入隔离变压器与电容相配合，同时实现快速灭磁和能量转移、存储和再利用的功能，通过定向二极管和隔离变压器的隔离作用，不影响直流励磁电源的接入和励磁绕组的再励磁过程。附图说明图1为本技术实施例中储能型大电流快速灭磁装置的一个结构示意图；图2为储能型大电流快速灭磁装置处于直流励磁状态时等效电路的示意图；图3为储能型大电流快速灭磁装置处于灭磁状态时等效电路的示意图；图4为储能型大电流快速灭磁装置灭磁时直流励磁绕组的电流曲线示意图；图5为储能型大电流快速灭磁装置处于电容放电状态时等效电路的示意图。具体实施方式本技术实施例提供了一种储能型大电流快速灭磁装置，通过引入隔离变压器与电容相配合，同时实现快速灭磁和能量转移、存储和再利用的功能，通过定向二极管和隔离变压器的隔离作用，不影响直流励磁电源的接入和励磁绕组的再励磁过程。本技术的说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能型大电流快速灭磁装置，其特征在于，包括：直流励磁电源、直流励磁绕组、灭磁开关、隔离变压器、一次侧定向二极管、二次侧定向二极管、电容、第一放电开关和放电回路；所述灭磁开关串联在所述直流励磁电源和所述直流励磁绕组之间，所述灭磁开关、所述直流励磁电源和所述直流励磁绕组构成第一串联回路；所述一次侧定向二极管串联在所述隔离变压器的一次侧，所述一次侧定向二极管并联在所述直流励磁绕组两端；所述隔离变压器的二次侧、所述二次侧定向二极管和所述电容串联；所述第一放电开关与所述放电回路串联后并联于所述电容构成第二串联回路。

【技术特征摘要】
1.一种储能型大电流快速灭磁装置，其特征在于，包括：直流励磁电源、直流励磁绕组、灭磁开关、隔离变压器、一次侧定向二极管、二次侧定向二极管、电容、第一放电开关和放电回路；所述灭磁开关串联在所述直流励磁电源和所述直流励磁绕组之间，所述灭磁开关、所述直流励磁电源和所述直流励磁绕组构成第一串联回路；所述一次侧定向二极管串联在所述隔离变压器的一次侧，所述一次侧定向二极管并联在所述直流励磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗运松，宋萌，史正军，胡南南，程文锋，夏亚君，李力，韦玮，林友新，李达义，胡晶，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44