一种基于桥路型超导限流器的35kV供配电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于桥路型超导限流器的35kV供配电系统，它的组成包括：电力系统(1)，35kV母线(2)，桥路型高温超导限流器(3)，断路器(4)，10kV母线(5)，在两个10kV母线(5)加装桥路型高温超导限流器(3)，当故障电流发生时，流经桥路型高温超导限流器(3)的电流瞬间增大，其电感线圈瞬间产生感抗来阻止瞬间增大的故障电流，同时配合断路器(4)切断供配电系统电路。本实用新型专利技术的技术效果：当电网发生短路故障时，超导限流器迅速由稳态转为限流态，呈现很大的反向感应电压并有效限使得电流降低；当故障消除后，超导限流器可以由限流态恢复到稳态，保证电网能够正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于桥路型超导限流器的35kV供配电系统
本技术涉及交流供配电
，具体涉及到一种桥路型超导限流器的35kV供配电系统。
技术介绍
短路故障对电力系统破坏的严重程度，与短路电流的大小密切相关。在电网发展的初级阶段，电力系统容量小，短路电流水平较低，对因系统短路引发的电流增大问题，一般可以通过更换具有开断能力的开关设备来解决。但是，随着我国电力建设的迅速发展、用电负载的持续增加、低阻抗大容量变压器的应用、发电厂及发电机单机容量的不断提升及各大区电网之间的互联等，使得电力系统的短路电流水平不断提高，从而就对电网中原有的和新投运的开关设备的开断能力提出了更高更苛刻的要求。一味提高断路器的开断能力无论是在技术还是在经济方面都很困难，而且使用机械断路器开断短路电流通常需要两个甚至更多个周波的时间完成，必要时还需要有限流设备与断路器相配合动作，即利用限流设备将短路容量迅速控制在断路器的切断容量内，保证断路器安全可靠地切断故障线路。这样就可以保护系统设备免遭大短路电流对系统及系统设备的冲击，延长断路器等开关设备和变压器等重要设备的使用寿命，为电力部门和用户带来显著的经济利益。利用超导材料在正常状态下对电力系统无影响，当发生短路故障时，可以迅速增大阻抗的这一特性，使其成为理想的故障电流限制设备，即超导限流器。
技术实现思路
本技术将一种桥路型超导限流器应用于35kV供配电系统，具体技术方案如下：一种基于桥路型超导限流器的35kV供配电系统，它的组成包括：电力系统1，35kV母线2，桥路型高温超导限流器3，断路器4，10kV母线5，其特征在于：在两个10kV母线5加装桥路型高温超导限流器3，当故障电流发生时，流经桥路型高温超导限流器3的电流瞬间增大，其电感线圈瞬间产生感抗来阻止瞬间增大的故障电流，同时配合断路器4切断供配电系统电路。所述的桥路型高温超导限流器3组成：功率二极管桥路、超导线圈、偏置电源和制冷系统。所述的超导线圈是根据限流器所在线路的额定电压，确定限流器的超导线圈的标准耐压水平，选择超导线圈的匝间及层间的绝缘材料，根据绝缘材料的电性能，确定超导线圈的匝间及层间的绝缘厚度，从而计算出超导线圈的导体填充系数λ，再计算出超导线圈的全电流密度λJ。所述的偏置电源是调节桥路型高温超导限流器(3)的动作电流。本技术的技术效果：超导限流器本质上可以认为是一个等价的可变阻抗，其通常分为两种状态：稳态和与限流态。当电网正常运行时，超导限流器处于稳态，所呈现阻抗也较低，因此不会对电网造成影响；当电网发生短路故障时，超导限流器迅速由稳态转为限流态，呈现很大的反向感应电压并有效限使得电流降低；当故障消除后，超导限流器可以由限流态恢复到稳态，保证电网能够正常运行。引入超导限流器不仅可以显著降低断路器的容量，大大降低电网的改造费用及延长电气设备的使用寿命；还将实现对输电线路故障短路电流快速、平稳、有效地限制，为解决输电网安全稳定运行的关键技术难题奠定基础。附图说明图1是基于桥路型超导限流器的35kV供配电系统组成图。图2是有源式桥路型高温超导限流器结构图。图3是有源式桥路型高温超导限流器超导线圈偏剖面图。图4是设置直流偏置放电源的桥路型高温超导限流器系统电路图图中：1为电力系统，2为35kV母线，3为桥路型高温超导限流器，4为断路器，5为10kV母线。具体实施方式1.下面结合附图，对本技术具体实施方式做进一步的说明。一种基于桥路型超导限流器的35kV供配电系统，它的组成包括：电力系统1，35kV母线2，桥路型高温超导限流器3，断路器4，10kV母线5，变压器6，其特征在于：在两个10kV母线5加装桥路型高温超导限流器3，当故障电流发生时，流经桥路型高温超导限流器3的电流瞬间增大，其电感线圈瞬间产生感抗来阻止瞬间增大的故障电流，同时配合断路器4切断供配电系统电路。如图1所示。所述的桥路型高温超导限流器3组成：功率二极管桥路、超导线圈、偏置电源和制冷系统。如图2所示。所述的超导线圈是根据限流器所在线路的额定电压，确定限流器的超导线圈的标准耐压水平，选择超导线圈的匝间及层间的绝缘材料，根据绝缘材料的电性能，确定超导线圈的匝间及层间的绝缘厚度，从而计算出超导线圈的导体填充系数λ，再计算出超导线圈的全电流密λJ。所述的偏置电源是调节桥路型高温超导限流器(3)的动作电流。2.降压变压器降压变压器是把指输入端的较高电压，转换为输出相对偏低的理想电压，从而达到降压的目的的变压器。降压变压器是输变电系统中十分重要的设备，其正常运行不仅关系到本身的安全、用户的可靠供配电，而且直接影响电力系统的稳定。降压变压器保护的配置应该满足在任何情况下，都不能烧毁变压器，使事故扩大，影响电力系统的稳定。详细介绍了其工作原理、继电保护原理、运行条件、操作及要求以及异常运行和处理方法。本技术选择的降压变压器为：36.75kV/10.5kV，1000kVA。3.断路器断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得了广泛的应用。断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。当短路时，大电流(一般10至12倍)产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉动操作机构动作，开关瞬时跳闸。当过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动作(电流越大，动作时间越短)。有电子型的，使用互感器采集各相电流大小，与设定值比较，当电流异常时微处理器发出信号，使电子脱扣器带动操作机构动作。断路器的特性主要有：额定电压Ue；额定电流In；过载保护(Ir或Irth)和短路保护(Im)的脱扣电流整定范围；额定短路分断电流(工业用断路器Icu；家用断路器Icn)等。额定工作电压(Ue)：这是断路器在正常(不间断的)的情况下工作的电压。额定电流(In)：这是配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值。4.有源式桥路型限流器4.1杜瓦杜瓦即杜瓦瓶(Dewars)其要结构和各部件功能如下：外筒体：除保护内桶体外，它还与内桶体形成真空夹层以阻止瓶外热量的侵入，减少瓶内低温液体的自然汽化量；内筒体：储备低温液体；汽化器：通过与外桶内壁的热交换，实现将瓶内的液态气体转化为气态；液阀：控制杜瓦瓶进行液体充灌或从瓶中排出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于桥路型超导限流器的35kV供配电系统，它的组成包括：电力系统(1)，35kV母线(2)，桥路型高温超导限流器(3)，断路器(4)，10kV母线(5)，其特征在于：在两个10kV母线(5)加装桥路型高温超导限流器(3)，当故障电流发生时，流经桥路型高温超导限流器(3)的电流瞬间增大，其电感线圈瞬间产生感抗来阻止瞬间增大的故障电流，同时配合断路器(4)切断供配电系统电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于桥路型超导限流器的35kV供配电系统，它的组成包括：电力系统(1)，35kV母线(2)，桥路型高温超导限流器(3)，断路器(4)，10kV母线(5)，其特征在于：在两个10kV母线(5)加装桥路型高温超导限流器(3)，当故障电流发生时，流经桥路型高温超导限流器(3)的电流瞬间增大，其电感线圈瞬间产生感抗来阻止瞬间增大的故障电流，同时配合断路器(4)切断供配电系统电路。


2.根据权利要求1所述的35kV供配电系统，其特征在于：所述的桥路型高温超导限流器(3)组成：功率二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正，石春晖，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32