一种基于新型桥路型高温超导限流器的110kV变电站制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于新型桥路型高温超导限流器的110kV变电站，它的组成：断路器(11，12)，两个分段单母线(21，22)，隔离开关(31，32，33，34，35，36)，降压变压器(41，42)，新型桥路型高温超导限流器(5)，其特征在于：在两个分段单母线(21，22)之间加装新型桥路型高温超导限流器(5)。新型桥路型高温超导限流器(5)组成：两个变压器，两个二极管桥路，一个超导材料绕制的直流限流线圈和一个限流耗能电阻。新型桥路型高温超导限流器不含铁芯结构，拥有体积小、重量轻、不需要特殊结构的低温杜瓦的优点，可自主从电网中取得合适的电压充当偏置电源，还可以更容易地与电力系统自动重合操作以及其他电力系统继电保护设备相配合。及其他电力系统继电保护设备相配合。及其他电力系统继电保护设备相配合。

【技术实现步骤摘要】
一种基于新型桥路型高温超导限流器的110kV变电站


[0001]本技术是应用于电力系统高温超导限流器，特别是将一种新型桥路型高温超导限流器应用于110kV变电站。

技术介绍

[0002]目前，现有的断路器分断能力己经难以满足电网的短路电流水平，线路短路电流造成的安全隐患逐渐成为了危害电网稳定运行的关键因素以及电网可靠性的巨大威胁。因此，无论是输电网还是配电网对限流器都有着急迫的需求。目前，对于处理过大的短路电流问题，常使用高阻抗变压器和限流电抗器等传统限流装置，但它们在正常输电时自身的压降会占线路压降的4％
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10％，减弱了电网的电压调节能力。有时还要配置有载调压变压器来补偿这些设备带来的电压降落，加大了电网损耗和建设成本。
[0003]随着超导材料研究的进步和超导技术的进一步发展以及交流输电技术的日渐成熟，新型桥路型高温超导限流器将为电力系统中限制故障电流的难题提供新的解决办法。将新型桥路型高温超导限流器使用于高电压等级电网，是一种行之有效的解决思路，可以在发生短路故障后很大程度地减小故障电流。
[0004]在电力系统正常运行状态下，新型桥路型高温超导限流器在电力系统处于零阻抗状态，几乎不产生能量消耗，一旦发生短路故障，新型桥路型高温超导限流器瞬间失超，此时相当于在电力系统中提供了一个相当大的限流阻抗，显著减小了故障电流，提高电网系统的暂态稳定性和保护用电设备的安全。虽然，受限于超导材料的发展和超导价格等各方面因素的影响，超导限流技术对提高电力系统暂态稳定性能产生积极影响。
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技术实现思路

[0005]本技术提出将一种新型桥路型高温超导限流器应用于110kV变电站的技术方案，具体如下：
[0006]一种基于新型桥路型高温超导限流器的110kV变电站，它的组成：断路器11、12，两个分段单母线21、22，隔离开关31、32、33、34、35和36，降压变压器41、42和新型桥路型高温超导限流器5。在两个分段单母线21和22之间加装新型桥路型高温超导限流器5，新型桥路型高温超导限流器5的组成：两个变压器，两个二极管桥路，一个超导材料绕制的直流限流线圈和一个限流耗能电阻。
[0007]所述两个二极管桥路是由二极管D1～D4与二极管D5～D8分别构成两组完全由二极管组成的单相整流桥路。
[0008]所述一个限流耗能电阻，它与一个IGBT元件并联后与一个超导材料绕制的直流限流线圈串联，通过控制IGBT的开合，限流耗能电阻可以起到限流或耗能的功能。
[0009]所述一个超导材料绕制的直流限流线圈，超导线圈处于超导状态时其电阻接近于零。
[0010]本技术的技术效果：新型桥路型高温超导限流器属于非失超型高温超导限流
器，在限流过程中超导体不会失超，因此没有失超恢复的问题可以很好地与电力系统自动重合闸操作相配合。由于不含有铁芯结构，拥有体积小、重量轻、不需要特殊结构的低温杜瓦的优点，还可以自主地从电网中取得合适的电压充当偏置电源，同时还可以更容易地与电力系统自动重合闸操作以及其他电力系统继电保护设备相配合。随着电力电子元件的发展，新型桥路型高温超导限流器是一种具有很大发展前景的高温超导限流器。
附图说明
[0011]图1是110kV变电站基本主接线图。
[0012]图2是新型桥路型高温超导限流器拓扑结构图。
[0013]图3是新型桥路型高温超导限流器的拓扑结构等效图。
[0014]图中：11、12为断路器，21、22为两个分段单母线，31、32、33、34、35和36为隔离开关，41、42为降压变压器，5为新型桥路型高温超导限流器。
具体实施方式
[0015]下面结合附图，对本技术具体实施方式做进一步的说明。
[0016]1.总体方案
[0017]一种基于新型桥路型高温超导限流器的110kV变电站，它的组成：断路器11、12，两个分段单母线21、22，隔离开关31、32、33、34、35和36，降压变压器41、42，新型桥路型高温超导限流器5。在两个分段单母线21和22之间加装新型桥路型高温超导限流器5，新型桥路型高温超导限流器5的组成：两个变压器，两个二极管桥路，一个超导材料绕制的直流限流线圈和一个限流耗能电阻。如图1、图2所示。
[0018]所述两个二极管桥路是由二极管D1～D4与二极管D5～D8分别构成两组完全由二极管组成的单相整流桥路。如图2所示。
[0019]所述一个限流耗能电阻，它与一个IGBT元件并联后与一个超导材料绕制的直流限流线圈串联，通过控制IGBT的开合，限流耗能电阻可以起到限流或耗能的功能。如图2、图3 所示。
[0020]所述一个超导材料绕制的直流限流线圈，超导线圈处于超导状态时其电阻接近于零。
[0021]2.单母线分段接线
[0022]单母线分段接线是采用隔离开关或断路器将单母线分段的电气主接线。当进出线回路数较多时，采用单母线接线已经无法满足供电可靠性的要求，为了提高供电可靠性，把故障和检修造成的影响局限在一定的范围内，可采用隔离开关或断路器将单母线分段。
[0023]如图1所示，设置分段断路器将母线分成两段，各段母线为单母线结构，以提高可靠性和灵活性。当可靠性要求不高时，也可以利用分段隔离开关进行分段。
[0024]当采用隔离开关将母线分段时，若任一段母线(I段或II段)及其母线隔离开关停电检修，可以先断开分段隔离开关，使另一段母线的工作不受影响。但当分段隔离开关投入使用，两段母线同时运行期间，若任一段母线发生故障，仍将造成整个配电装置停电。只有等保护跳闸，再用分段隔离开关将故障段母线隔开后，才能恢复非故障段母线的运行。
[0025]当采用分段断路器将母线分段时，当闭合后，任一段母线发生故障，在继电保护装
置的作用下，母线分段断路器和连接在故障段母线上的电源回路的断路器相继断开，从而可以保证非故障段母线的不间断供电。用断路器将母线分段后，可满足采用双回线路供电的重要用户供电可靠性要求。例如，在图1中，若某电力用户采用双回路供电，每回线路可分别连接到母线的分段21和分段22上，并且每回线路的传输容量按该电力用户的满负荷计算，这样，当任一段母线故障停运，该电力用户均可以从另一端母线上获得电能，从而保证了对重要用户的连续供电。
[0026]在正常情况下检修母线时，可通过分段断路器将待检修母线段与另一段母线断开，而不中断另一段母线的正常运行。因此，采用断路器分段的单母线连接比不分段的单母线接线和采用隔离开关分段的单母线接线具有更高的可靠性。
[0027]在设计的过程中，相关工作人员需要保证线路的可靠性，可以采用隔离开关分段的方式，在拉开隔离开关后，母线可以恢复供电。线路在运行一段时间后，会出现故障问题，所以，电力企业应安排检修人员定期对线路进行检查，检查设备是否存在故障隐患。在优化接线方式时，应保证灵活性与方便性，还要具有长远的眼光，保证线路的可扩建性，缩短检修以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于新型桥路型高温超导限流器的110kV变电站，它的组成：断路器(11，12)，两个分段单母线(21，22)，隔离开关(31，32，33，34，35，36)，降压变压器(41，42)，新型桥路型高温超导限流器(5)，其特征在于：在两个分段单母线(21，22)之间加装新型桥路型高温超导限流器(5)，新型桥路型高温超导限流器(5)组成：两个变压器，两个二极管桥路，一个超导材料绕制的直流限流线圈和一个限流耗能电阻。2.根据权利要求1所述的基于新型桥路型高温超导限流器的110kV变电站，其特征在于：所...

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