一种基于改进磁饱和型高温超导限流器的220kV变电站制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于改进磁饱和型高温超导限流器的220kV变电站，它的组成包括：隔离开关(11，12，13，14，15，16)，双母线(21，22)，断路器(31，32)，三绕组变压器(41，42)，改进磁饱和型高温超导限流器(5)，其特征在于：在双母线(21，22)之间加装改进磁饱和型高温超导限流器(5)，改进磁饱和型高温超导限流器(5)组成：铁芯回路，在所有的交流绕组之外，紧密地绕制一个直流绕组，在励磁侧增加一个高速直流灭磁开关和一个磁能释放回路。本实用新型专利技术的技术效果：这种交流绕组和直流绕组的紧耦合结构可以最大限度地利用直流绕组的励磁效果，提高励磁回路的利用效率，从而减小稳态阻抗，增大限流阻抗与稳态阻抗比。流阻抗与稳态阻抗比。流阻抗与稳态阻抗比。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进磁饱和型高温超导限流器的220kV变电站


[0001]本技术应用于解决电力系统短路电流的
，特别是将磁饱和型高温超导限流器应用于电力系统中。

技术介绍

[0002]随着电力系统规模扩大，负荷密度及大小型电站装机容量的不断增长以及能源互联程度的增加，电力系统短路电流水平日益上升，逐渐逼近甚至超过了目前投入使用的断路器开断容量的上限。
[0003]故障限流器一方面具有极高的限流性能，另一方面具有极低的线路功率传输损耗，其不仅不会对电力系统的稳定运行产生负担，同时可以有效控制各类电力设备事故和短路故障。另外，故障限流器可以大大降低其他电力设备的稳定极限(如热稳定、动稳定极限)指标，提高了系统对接入设备的友好性，大大节约系统的投入成本。因此各类具有优异性能的经济型故障限流器的研制无疑已成为满足电力系统短路故障限流需求的首要选择。
[0004]传统的磁饱和型高温超导限流器与其它类型的超导故障限流器相比，优势在于：直流超导绕组不需要在超导态和失超态之间切换，无需考虑失超恢复时间，因此无需控制即可快速完成自启动，容易配合电力系统的重合闸要求；超导绕组中只流过直流电流，容易设计。因此，有学者预测未来超导限流器主要应用在220kV输变电系统中。
[0005]稳态时直流绕组处的铁芯磁场深度饱和，漏磁较多，导致交流绕组处铁芯磁场的饱和程度不及直流绕组处，使得交流绕组的稳态阻抗较大，限流阻抗较小；短路故障时由于交流侧电流的激励，直流侧将出现较高的感应电压，不仅会对直流电源的输出稳定性造成干扰，甚至可能损坏直流侧器件。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本技术将一种改进型磁饱和型高温超导限流器应用于220kV变电站，具体技术方案如下：
[0007]一种基于改进磁饱和型高温超导限流器的220kV变电站，它的组成：隔离开关11、12、13、14、15和16，双母线21、22，断路器31、32，三绕组变压器41、42和改进磁饱和型高温超导限流器5，其特征在于：在双母线21、22之间加装改进磁饱和型高温超导限流器5，改进磁饱和型高温超导限流器5组成：铁芯回路，在所有的交流绕组之外，紧密地绕制一个直流绕组，在励磁侧增加一个高速直流灭磁开关和一个磁能释放回路。
[0008]所述的铁芯回路为具有四个平行铁芯柱的单块铁芯，中间两个铁芯柱的厚度大于左右两个铁芯柱的厚度30％，在中柱铁芯的每个铁芯柱上分别绕制两个绕向相同的交流绕组，两个铁芯柱上的交流绕组绕向相反。
[0009]所述交流绕组，在所有交流绕组电流方向相同的条件下，仍具有四种接线方式，分别为交流绕组并联直连、交流绕组串联直连、交流绕组并联交叉以及交流绕组串联交叉接线方式。
[0010]所述磁能释放回路由一个灭磁电阻构成。
[0011]本技术的技术效果：紧耦合结构的饱和铁芯型限流器将交流绕组与直流绕组绕制在一起，布置成同铁芯柱的结构，极大的减小了交流绕组与直流绕组之间的距离；并且两者之间的耦合，即两者之间的能量传递可以直接通过两者的公共空间实现，不再受铁芯状态的影响。由于交流绕组与直流绕组之间绕制得十分紧密，因此绕组产生的漏磁很小，绕组之间的耦合系数k相对于松耦合结构更加接近1，两个绕组之间的耦合关系更加紧密。这种交流绕组和直流绕组的紧耦合结构可以最大限度地利用直流绕组的励磁效果，提高励磁回路的利用效率，从而减小稳态阻抗，增大限流阻抗与稳态阻抗比。
附图说明
[0012]图1是220kV变电站基本主接线图。
[0013]图2是改进磁饱和型高温超导限流器基本结构图。
[0014]图3是交流绕组并联直连接线方式。
[0015]图4是交流绕组串联直连接线方式。
[0016]图5是交流绕组并联交叉接线方式。
[0017]图6是交流绕组串联交叉接线方式。
[0018]图中：11、12、13、14、15和16为隔离开关，21、22为双母线，31、32为断路器，41、42为三绕组变压器，5为改进磁饱和型高温超导限流器。
具体实施方式
[0019]下面结合附图，对本技术具体实施方式做进一步的说明。
[0020]1.总体方案
[0021]一种基于改进磁饱和型高温超导限流器的220kV变电站，它的组成：隔离开关11、12、13、14、15和16，双母线21、22，断路器31、32，三绕组变压器41、42和改进磁饱和型高温超导限流器5，其特征在于：在双母线21、22之间加装改进磁饱和型高温超导限流器5，改进磁饱和型高温超导限流器5的组成：铁芯回路，在所有的交流绕组之外，紧密地绕制一个直流绕组，在励磁侧增加一个高速直流灭磁开关和一个磁能释放回路。如图1、图2所示。
[0022]所述的铁芯回路为具有四个平行铁芯柱的单块铁芯，中间两个铁芯柱的厚度大于左右两个铁芯柱的厚度30％，在中柱铁芯的每个铁芯柱上分别绕制两个绕向相同的交流绕组，两个铁芯柱上的交流绕组绕向相反。如图2所示。
[0023]所述交流绕组，在所有交流绕组电流方向相同的条件下，仍具有四种接线方式，分别为交流绕组并联直连、交流绕组串联直连、交流绕组并联交叉以及交流绕组串联交叉接线方式。如图2、图3、图4、图5和图6所示。
[0024]所述磁能释放回路由一个灭磁电阻构成。如图2所示。
[0025]2.双母线
[0026]在发电厂和变电所的各级电压配电装置中，将发动机、变压器与各种电器连接的导线，统称为母线，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。由于母线在运行中，有巨大的电能通过，短路时，承受着很大的发热和电动力效应，因此，必须合理的选用母线材料、截面形状和截面积以符合安全经济运行的要求。
[0027]双母线是电厂、变电站中广泛采用的一种母线方式，如果在两排并列的母线上都有隔离开关，则这两排母线的连接开关，就是母联开关。双母线接线方式通常是将母联开关合上使双母线并列运行，这样当一组母线发生短路故障时，母差保护只需要将连接在该组母线上各元件的断路器和母联开关跳开，而另一段母线仍继续工作。这种母线方式供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于设计。但因为增加了一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，所以增加了成本，同时操作复杂，占地面积增加。
[0028]在220kV及以上电压等级重要电厂、枢纽变电站双母线保护使用两套RCS
‑
915AB，两套RCS
‑
916D，母差保护双重化、断路器失灵的双重化配置。
[0029]3.三绕组变压器
[0030]在电力系统中最常用的是三绕组变压器。三绕组变压器的每相有3个绕组，当1个绕组接到交流电源后，另外2个绕组就感应出不同的电势，这种变压器通常用于需要2种不同电压等级的负载。用一台三绕组变压器连接3种不同电压的输电系统比用两台普通变压器经济、占地少、维护管理也较方便。三相三绕组变压器通常采用Y
‑
Y...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进磁饱和型高温超导限流器的220kV变电站，它的组成：隔离开关(11，12，13，14，15，16)，双母线(21，22)，断路器(31，32)，三绕组变压器(41，42)和改进磁饱和型高温超导限流器(5)，其特征在于：在双母线(21，22)之间加装改进磁饱和型高温超导限流器(5)，改进磁饱和型高温超导限流器(5)组成：铁芯回路，在所有的交流绕组之外，紧密地绕制一个直流绕组，在励磁侧增加一个高速直流灭磁开关和一个磁能释放回路。2.根据权利要求1所述的基于改进磁饱和型高温超导限流器的220kV变电站，其特征在于：所述的铁芯回路为具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝旭鹏，李月竹，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：