一种自适应故障电流限流器制造技术

本发明专利技术公开了一种自适应故障电流限流器，包括串联连接在端口1和端口2之间的超导故障限流电阻R

An adaptive fault current limiter

【技术实现步骤摘要】
一种自适应故障电流限流器
本专利技术涉及电气设备及电气工程
，具体涉及一种自适应故障电流限流器。
技术介绍
近几年，随着国家对环境保护的重视，加上全球煤炭、石油等不可再生能源的逐渐枯竭，国家加大了对可再生清洁能源的开发利用程度。我国从沿海地区的海上风力发电到西部的太阳能发电等清洁能源工程正在稳步建设中，而这些分布式能源进行远距离输电最好的方式就是高压直流输电。然而由于直流输电系统线路阻抗低，线路发生短路故障时，故障电流上升速度快，幅值高，所以高压直流断路器的设计成为了阻碍高压直流输电发展的主要技术难题之一。目前，为了解决高压直流断路器开断大故障电流难的技术问题，常采用故障电流限流器配合断路器进行故障电流的开断。故障电流限流器可以限制直流故障电流的发展速度，降低故障电流的幅值，为断路器开断故障赢得响应时间，降低了断路器的设计难度。直流故障限流器的研究还处于起步阶段，故障限流器的通态损耗问题、发生短路故障时故障限流器的切入问题及其限制故障电流的能力问题等都未能得到有效解决和同时兼顾。所以直流故障限流器的设计技术仍需要得到解决及完善。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题提供过一种通态损耗低，在发生短路故障时能够自动将限流电阻和电感串入线路中，能够有效抑制和降低短路故障电路的自适应故障电流限流器。本专利技术采用的技术方案是：一种自适应故障电流限流器，包括串联连接在端口1和端口2之间的超导故障限流电阻RSFCL和晶闸管T1；晶闸管T1的阳极连接超导故障限流电阻RSFCL，阴极连接端口2；还包括耦合电感，耦合电感包括具有互感作用的电感绕组L1和L2；电感绕组L2串联电容C后连接到端口1和端口2之间；电感绕组L2的同名端连接端口1，异名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接端口2；电感绕组L1串联限流电阻R后并联到晶闸管T1的两端；电感绕组L1的异名端连接晶闸管T1的阳极，同名端连接限流电阻一端，限流电阻另一端连接到晶闸管T1的阴极。进一步的，所述晶闸管T1反向并联有二极管D1。进一步的，所述超导故障限流电阻RSFCL采用超导材料制备。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在线路短路故障发生时，能够将电感和限流电阻自动投入线路中，有效抑制了故障电流的增长，为断路器的响应赢得了时间；（2）本专利技术通过限流电阻和耦合电感之间的相互耦合能有效降低故障电流的幅值，降低了断路器的设计容量，进而降低了断路器切断故障电流的难度和成本；（3）本专利技术电路正常时电流流过处于超导状态的超导故障限流电阻和晶闸管，通态损耗低；（4）本专利技术采用半控型器件晶闸管，不仅不需要复杂的控制电路，而且额定电流大，耐压等级高、价格便宜，也不需要故障检测电路，结构简单，成本低。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为本专利技术实施例中限流仿真电流波形图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。如图1所示，一种自适应故障电流限流器，包括串联连接在端口1和端口2之间的超导故障限流电阻RSFCL和晶闸管T1；晶闸管T1的阳极连接超导故障限流电阻RSFCL，阴极连接端口2；还包括耦合电感，耦合电感包括具有互感作用的电感绕组L1和L2；电感绕组L2串联电容C后连接到端口1和端口2之间；电感绕组L2的同名端连接端口1，异名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接端口2；电感绕组L1串联限流电阻R后并联到晶闸管T1的两端；电感绕组L1的异名端连接晶闸管T1的阳极，同名端连接限流电阻一端，限流电阻另一端连接到晶闸管T1的阴极。晶闸管T1反向并联有二极管D1，可防止晶闸管T1反向击穿。超导故障限流电阻RSFCL采用超导材料制备，本实施例中采用美国AMSC生产的第二代高温超导材料，型号为8602；当流过其的电流在一定范围内时，其失去超导特性，电阻变大。对本专利技术中自适应故障电流限流器进行限流仿真，其波形图如图2所示。本专利技术使用时，当线路电流正常时，电流从处于超导状态的超导故障限流电阻RSFCL和晶闸管流过，通态损耗低；t0时刻发生短路故障，电流增加，超导故障限流电阻RSFCL失去超导状态，电阻变大，RSFCL两端的电压增大。由于电容串联电感L2并联在其两端，所以电容电压增大，电容充电。因为耦合电感两个绕组L1和L2的电磁耦合关系，在绕组L1两端感应出同名端为正的感应电动势加载在晶闸管的两端，形成反向电流流过晶闸管。迫使流过晶闸管的电流为零，使晶闸管在t1时刻关断，故障电流开始从耦合电感绕组L1和限流电阻R流过，降低故障电流的幅值。随着故障电流的降低，电容C两端电压开始减小，电容的充电电流变为放电电流，流过耦合绕组L2的异名端。由于电磁耦合作用，绕组L1将感应出同名端为负的感应电动势，产生与故障电流方向相反的感应电流，来进一步降低故障电流，在t2时刻故障电流降到最低，可以为断路器可靠切断故障电流创造条件。本专利技术的自适应故障电流限流器，在线路短路故障发生时，能够将电感和限流电阻自动投入线路中，有效抑制了故障电流的增长，为断路器的响应赢得了时间，并通过限流电阻和耦合电感之间的相互耦合能有效降低故障电流的幅值，降低了断路器的设计容量，进而降低了断路器切断故障电流的难度和成本。电路正常时，电流流过处于超导状态的超导故障限流电阻RSFCL和晶闸管，通态损耗低。并且本专利技术采用半控型器件晶闸管，不仅不需要复杂的控制电路，而且额定电流大，耐压等级高，价格便宜，本专利技术也不需要故障检测电路，结构简单，成本低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应故障电流限流器，其特征在于，包括串联连接在端口1和端口2之间的超导故障限流电阻R

【技术特征摘要】
1.一种自适应故障电流限流器，其特征在于，包括串联连接在端口1和端口2之间的超导故障限流电阻RSFCL和晶闸管T1；晶闸管T1的阳极连接超导故障限流电阻RSFCL，阴极连接端口2；还包括耦合电感，耦合电感包括具有互感作用的电感绕组L1和L2；电感绕组L2串联电容C后连接到端口1和端口2之间；电感绕组L2的同名端连接端口1，异名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接端口2；电感绕组L1串联限...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨平，张飞虎，陈曦，孙义杰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51