一种桥式磁控型故障限流器制造技术

本发明专利技术公开了一种桥式磁控型故障限流器。包括桥式磁控电抗器和限流电抗器，桥式磁控电抗器包括两个对称布置铁芯、两个永磁体和两套线圈绕组，每个铁芯包括芯柱、开口芯柱和上下横轭，两个永磁体布置于两个铁芯的上横轭之间和下横轭之间，每套线圈绕组由位于芯柱两端的绕向对称、匝数相同的上半绕组和下半绕组串联而成，限流电抗器串接于一套铁芯芯柱上的上半绕组与下半绕组之间。本发明专利技术无需外部监控系统的作用便能自动无延时插入系统，有利于系统继电保护整定，保证了永磁体的工作稳定性和工作寿命，提高的装置的整体可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种桥式磁控型故障限流器
本专利技术涉及了一种桥式限流器，尤其是涉及了一种磁控型桥式故障限流器，属于高压交流输电网故障电流限制

技术介绍
随着我国经济的持续发展，电力需求不断增长，电网容量也随着持续增长，互联水平的不断提高，厂站之间的电气距离明显缩短，高低压系统间的电磁环网增多，从而使系统阻抗不断下降，导致系统短路电流水平不断攀升。而短路电流水平的不断增长，造成电力设备投资的持续增长，且对系统的安全稳定运行带来严重隐患。为了有效限制系统短路容量的增长，国内外提出了各类故障限流器技术，在系统正常运行对系统几乎无影响，在系统发生故障时即时插入限流阻抗限制短路电流增长率及幅值，将短路电流限制在预设安全值以内，保障系统安全运行。目前，超导故障限流器、固态限流器及永磁饱和型限流器成为研究热点。超导限流器可按照超导材料的工作特性限制短路电流，但目前仍然受到超导材料电压等级、容量、散热、铁芯体积及成本的限制，目前大多仍处在试验室样机阶段。固态限流器由常规电抗器、电子电子器件和控制器构成，可以根据需要构成不同拓扑结构，通过控制电子电子器件的工作状态，来改变固态限流器件的等效阻抗，从而达到限制短路电流的目的。但固态限流器需要由高压大容量大量电力电子器件来改变系统正常与故障时对应的限流器拓扑结构，成本较高，且需要控制系统能实时监测系统故障并及时动作，一旦监控系统误动或拒动，对系统的安全运行带来较大隐患，这对于固态限流器监控系统的可靠性要求很高。另外永磁饱和型限流器利用永磁体的磁场偏置能力改变限流器在系统正常运行和故障时的铁芯的饱和程度，使限流器在系统正常运行时呈现低阻抗，系统发生短路故障时呈现高阻抗，从而有效限制短路电流。永磁饱和型限流器无需外加控制系统，在系统出现故障电流时自动无延时投入限流，整体结构简单，经济性较好，但已有方案中在故障限流阶段，永磁体材料易在故障电流所产生的反向强磁场作用下发生不可逆退磁，较大程度上影响了限流器的工作可靠性和使用寿命。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术针对现有故障限流器技术的不足，提出了一种桥式磁控型故障限流器。本专利技术所采用的技术方案是：所述的桥式磁控型故障限流器主要由一个桥式磁控电抗器和一个限流电抗器组成；所述的桥式磁控电抗器主要由两个铁芯、第一永磁体、第二永磁体、第一套线圈绕组和第二套线圈绕组组成；两个铁芯的材料、结构和尺寸完全相同，两个铁芯均为一侧边开口的环形结构，且两个铁芯的开口相正对布置，在两个铁芯之间安装布置有第一永磁体和第二永磁体，两个铁芯的上横轭和下横轭轴向均平行，第一永磁体和第二永磁体在沿垂直于铁芯的横轭轴向相间隔布置，每个永磁体平行于铁芯的横轭轴向，且两个永磁体在沿铁芯的横轭轴向的长度大于两个铁芯的开口尺寸，同时第一永磁体/第二永磁体在沿铁芯的横轭轴向的端面分别和两个铁芯的外侧紧贴；第一永磁体和第二永磁体在沿铁芯的横轭轴向的横截面面积不小于两个铁芯的上横轭和下横轭的横截面积，第一永磁体和第二永磁体的磁极方向平行于两个铁芯中心连线方向，且两个永磁体的磁极方向相反布置；两个铁芯的芯柱的两端均分别绕制一套绕组，共计四个绕组，同一个铁芯的芯柱两端的两套绕组以芯柱中央为中心镜像对称绕制布置；四个绕组分别位于矩形的四角，以矩形其中一个对角方向布置的两个绕组顺向串联形成第一套线圈绕组，以矩形另一个对角方向布置的另外两个绕组顺向串联形成第二套线圈绕组，两套线圈绕组再相并联后两端输出分别作为进线端A与出线端B；限流电抗器串接于任一铁芯的芯柱上的两套绕组之间。所述的第一铁芯是由第一芯柱、第一开口芯柱、第一上横轭和第一下横轭构成，第一芯柱、第一开口芯柱、第一上横轭和第一下横轭的截面积均相等；第一开口芯柱是由两个短于第一芯柱一半的短芯柱组成，两个短芯柱之间存在气隙，气隙作为第一铁芯环形结构的开口，第一芯柱的两端分别和第一上横轭和第一下横轭的一端一体衔接，第一上横轭和第一下横轭的另一端和第一开口芯柱的两部分一体衔接，由此使得第一铁芯构成一侧边开口的环形结构；第二铁芯由第二芯柱、第二开口芯柱、第二上横轭和第二下横轭构成，第二芯柱、第二开口芯柱、第二上横轭和第二下横轭的截面积均相等；第二开口芯柱是由两个短于第二芯柱一半的短芯柱组成，两个短芯柱之间存在气隙，气隙作为第二铁芯环形结构的开口，第二芯柱的两端分别和第二上横轭和第二下横轭的一端一体衔接，第二上横轭和第二下横轭的另一端和第二开口芯柱的两部分一体衔接，由此使得第二铁芯构成一侧边开口的环形结构；所述的第一永磁体、第二永磁体在沿两个铁芯中心连线方向的一侧面分别与第一铁芯的第一上横轭、第一下横轭位于靠近第一开口芯柱一侧的外端表面紧密贴合布置，第一永磁体、第二永磁体在沿两个铁芯中心连线方向的另一侧面分别与第二铁芯的第二上横轭、第二下横轭位于靠近第二开口芯柱一侧的外端表面紧密贴合布置。所述的第一永磁体和第二永磁体沿铁芯的横轭轴向的长度大于两个铁芯的开口芯柱中两个短芯柱之间的气隙长度。所述的第一铁芯的第一芯柱的两端分别绕制一套绕组，根据第一芯柱上下两端位置分别为第一上半绕组和第一下半绕组，第一上半绕组和第一下半绕组以第一芯柱中央为中心镜像上下对称绕制布置；第二铁芯的第二芯柱的两端分别绕制一套绕组，根据第一芯柱上下两端位置分别为第二上半绕组和第二下半绕组，第二上半绕组和第二下半绕组以第二芯柱中央为中心镜像上下对称绕制布置；第一上半绕组的下端和第二下半绕组上端连接，形成第一套线圈绕组；第一下半绕组的上端和第二上半绕组下端连接，形成第二套线圈绕组；第一上半绕组和第二上半绕组的上端相连接并作为进线端A，第一下半绕组和第二下半绕组的下端相连接并作为出线端B；第一上半绕组下端和第一下半绕组上端之间或者第二上半绕组和第二下半绕组串接有限流电抗器。所有所述绕组(W11,W12,W13,W14)匝数相同，且绕制方向均一致。所述的桥式磁控型故障限流器串接于系统电源Us和系统负荷Zx之间。针对单个铁芯中，两个绕组在芯柱不饱和时的电抗值大于限流电抗器的电抗值。这样通过设计优化，桥式磁控电抗器中各铁芯芯柱上、下半绕组在芯柱深饱和时的电抗值远小于限流电抗器电抗值，在芯柱退出饱和时的电抗值远大于限流电抗器电抗值。当系统正常运行时，限流器呈低阻抗，对系统影响可忽略，系统故障时，利用桥式磁控电抗器中各绕组电抗值改变，限流电抗器无延时自动插入限制短路电流到预设值以内，且限流电抗值稳定，有利于系统继电保护整定。本专利技术的有益效果：1、本专利技术由桥式磁控电抗器和限流电抗器组成的桥式磁控故障限流器在系统正常运行时呈现低阻抗、电压损耗可视为零，对系统的影响可以忽略；2、本专利技术创造性的通过桥式磁控电抗器的作用，在系统发生短路故障时，限流电抗器无需外部监控系统的作用便能自动无延时插入系统，将短路电流限制在预设值以内，限流器具有很高的工作可靠性。3、本专利技术中桥式磁控电抗器，通过内部磁路优化设计，在系统发生短路故障时，由短路电流所产出的强磁场不对永磁体产生退磁作用，从而保证了永磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥式磁控型故障限流器，其特征在于：/n所述的桥式磁控型故障限流器主要由一个桥式磁控电抗器和一个限流电抗器(Ld)组成；所述的桥式磁控电抗器主要由两个铁芯(S1、S2)、第一永磁体(P1)、第二永磁体(P2)、第一套线圈绕组和第二套线圈绕组组成；两个铁芯(S1、S2)的材料、结构和尺寸完全相同，两个铁芯(S1、S2)均为一侧边开口的环形结构，且两个铁芯(S1、S2)的开口相正对布置，在两个铁芯(S1、S2)之间安装布置有第一永磁体(P1)和第二永磁体(P2)，两个铁芯(S1、S2)的上横轭(Y1/Y3)和下横轭(Y2/Y4)轴向均平行，第一永磁体(P1)和第二永磁体(P2)在沿垂直于铁芯的横轭轴向相间隔布置，每个永磁体平行于铁芯的横轭轴向，且两个永磁体在沿铁芯的横轭轴向的长度大于两个铁芯(S1、S2)的开口尺寸，同时第一永磁体(P1)/第二永磁体(P2)在沿铁芯的横轭轴向的端面分别和两个铁芯(S1、S2)的外侧紧贴；第一永磁体(P1)和第二永磁体(P2)在沿铁芯的横轭轴向的横截面面积不小于两个铁芯(S1、S2)的上横轭(Y1/Y3)和下横轭(Y2/Y4)的横截面积，第一永磁体(P1)和第二永磁体(P2)的磁极方向平行于两个铁芯(S1、S2)中心连线方向，且两个永磁体(P1/P2)的磁极方向相反布置；两个铁芯(S1、S2)的芯柱(C1/C4)的两端均分别绕制一套绕组，共计四个绕组，同一个铁芯(S1/S2)的芯柱(C1/C4)两端的两套绕组以芯柱(C1/C4)中央为中心镜像对称绕制布置；四个绕组分别位于矩形的四角，以矩形其中一个对角方向布置的两个绕组顺向串联形成第一套线圈绕组，以矩形另一个对角方向布置的另外两个绕组顺向串联形成第二套线圈绕组，两套线圈绕组再相并联后两端输出分别作为进线端A与出线端B；限流电抗器(Ld)串接于任一铁芯(S1/S2)的芯柱(C1/C4)上的两套绕组之间。/n...

【技术特征摘要】
1.一种桥式磁控型故障限流器，其特征在于：
所述的桥式磁控型故障限流器主要由一个桥式磁控电抗器和一个限流电抗器(Ld)组成；所述的桥式磁控电抗器主要由两个铁芯(S1、S2)、第一永磁体(P1)、第二永磁体(P2)、第一套线圈绕组和第二套线圈绕组组成；两个铁芯(S1、S2)的材料、结构和尺寸完全相同，两个铁芯(S1、S2)均为一侧边开口的环形结构，且两个铁芯(S1、S2)的开口相正对布置，在两个铁芯(S1、S2)之间安装布置有第一永磁体(P1)和第二永磁体(P2)，两个铁芯(S1、S2)的上横轭(Y1/Y3)和下横轭(Y2/Y4)轴向均平行，第一永磁体(P1)和第二永磁体(P2)在沿垂直于铁芯的横轭轴向相间隔布置，每个永磁体平行于铁芯的横轭轴向，且两个永磁体在沿铁芯的横轭轴向的长度大于两个铁芯(S1、S2)的开口尺寸，同时第一永磁体(P1)/第二永磁体(P2)在沿铁芯的横轭轴向的端面分别和两个铁芯(S1、S2)的外侧紧贴；第一永磁体(P1)和第二永磁体(P2)在沿铁芯的横轭轴向的横截面面积不小于两个铁芯(S1、S2)的上横轭(Y1/Y3)和下横轭(Y2/Y4)的横截面积，第一永磁体(P1)和第二永磁体(P2)的磁极方向平行于两个铁芯(S1、S2)中心连线方向，且两个永磁体(P1/P2)的磁极方向相反布置；两个铁芯(S1、S2)的芯柱(C1/C4)的两端均分别绕制一套绕组，共计四个绕组，同一个铁芯(S1/S2)的芯柱(C1/C4)两端的两套绕组以芯柱(C1/C4)中央为中心镜像对称绕制布置；四个绕组分别位于矩形的四角，以矩形其中一个对角方向布置的两个绕组顺向串联形成第一套线圈绕组，以矩形另一个对角方向布置的另外两个绕组顺向串联形成第二套线圈绕组，两套线圈绕组再相并联后两端输出分别作为进线端A与出线端B；限流电抗器(Ld)串接于任一铁芯(S1/S2)的芯柱(C1/C4)上的两套绕组之间。


2.根据权利要求1所述的一种桥式磁控型故障限流器，其特征在于：
所述的第一铁芯(S1)是由第一芯柱(C1)、第一开口芯柱(C2)、第一上横轭(Y1)和第一下横轭(Y2)构成，第一芯柱(C1)、第一开口芯柱(C2)、第一上横轭(Y1)和第一下横轭(Y2)的截面积均相等；第一开口芯柱(C2)是由两个短于第一芯柱(C1)一半的短芯柱组成，两个短芯柱之间存在气隙，气隙作为第一铁芯(S1)环形结构的开口，第一芯柱(C1)的两端分别和第一上横轭(Y1)和第一下横轭(Y2)的一端一体衔接，第一上横轭(Y1)和第一下横轭(Y2)的另一端和第一开口芯柱(C2)的两部分一体衔接，由此使得第一铁芯(S1)构成一侧边开口的环形结构；第二铁芯(S2)由第二芯柱(C3)、第二开口芯柱(C4)、第二上横轭(Y3)和第二下横轭(Y4)构成，第二芯柱(C3)、第二开口芯柱(C4)、第二上横轭(Y3)和第二下横轭(Y4)的截面积均相等；第二开口芯柱(C4)是由两个短于第二芯柱(C...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫育杰，王利军，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33