專利名稱：一種三相半控橋式短路限流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于交流電壓供電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)短路故障限流器，是一 種對(duì)短路故障電流及其上升率進(jìn)行限制的裝置，屬于交流柔性輸電技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大，短路電流的水平快速增加，當(dāng)短路電流水 平超過(guò)斷路器的斷開容量時(shí)，短路故障可能造成主要電力設(shè)備如變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備、電 力電纜等的嚴(yán)重?fù)p壞，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至造成系統(tǒng)的癱瘓。短路故障限流器在檢測(cè)到短 路故障發(fā)生后，通過(guò)快速改變故障線路的阻抗參數(shù)，將短路電流限制在允許的水平，以保護(hù) 電力設(shè)備，已經(jīng)成為柔性交流輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一。一種非常具有實(shí)用價(jià)值的三相接地系統(tǒng)的橋式短路故障限流器的原理如圖1所 示(“基于半空橋的三相接地系統(tǒng)短路限流器及其控制方法”，《電力自動(dòng)化設(shè)備》，第27卷 第6期，第51-55頁(yè)，2007年)，圖中，Ll為直流電感，L2-L4為旁路電感，自關(guān)斷開關(guān)管T1-T6 與二極管D1、D2組成一個(gè)三相四橋臂整流橋。Va、Vb、Vc為三相電源電壓，ZH3為三相負(fù) 載阻抗。在系統(tǒng)正常情況下，控制自關(guān)斷開關(guān)管T1-T6導(dǎo)通，在電抗器Ll充磁之后的穩(wěn)態(tài) 情況下，電感Ll中電流為負(fù)載電流的峰值，忽略二極管、自關(guān)斷開關(guān)管的通態(tài)壓降和Ll的 損耗，Ll中電流恒定，Ll和橋路兩端電壓為零，限流器對(duì)系統(tǒng)無(wú)不良影響。短路故障發(fā)生 后，電源電壓經(jīng)過(guò)整流橋加在直流電抗器Ll上，引起Ll電流的增加，并在旁路電感L2-L4 中產(chǎn)生電流，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到短路故障發(fā)生后，立即控制關(guān)斷位于故障相橋臂的開關(guān)管， 直流電感Ll中的電流由續(xù)流二極管Dl續(xù)流，整流橋路的故障相橋臂斷開，短路電流受到故 障相上旁路電感的限制。由于三相四線系統(tǒng)只使用6只可控開關(guān)、兩只二極管和一個(gè)直流 電感，該限流器方案與其它方案比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。為 了滿足電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的選擇性要求，短路故障發(fā)生后，故障相上的開關(guān)管關(guān)斷，短 路電流由故障相上的旁路電感承擔(dān)，而且需要維持在額定負(fù)載電流的3到5倍，并保持一段 時(shí)間。但是上述限流器在短路故障發(fā)生后的持續(xù)限流期間，旁路電感中的暫態(tài)電流絕對(duì)值 很大，可達(dá)設(shè)計(jì)值的兩倍，即額定電流的6到10倍，在短路狀態(tài)下，系統(tǒng)線路電阻很小，暫態(tài) 電流衰減很慢，該巨大的暫態(tài)電流會(huì)對(duì)旁路電感和線路產(chǎn)生大量的機(jī)械力沖擊和熱沖擊， 有較大的危害。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述短路限流技術(shù)中存在的缺陷，提供一種三相半控 橋式短路限流器，能夠大大加快暫態(tài)電流的衰減速度，減少暫態(tài)電流的存在時(shí)間，可以提高 系統(tǒng)的安全性和可靠性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種三相半控橋式短路限流器，包括由六個(gè)自關(guān)斷開關(guān)管和兩個(gè)二極管組成的三 相四橋臂整流橋路、直流電感、負(fù)載阻抗和三個(gè)旁路電感，在所述三個(gè)旁路電感的通道中分別串接一個(gè)小電阻。本實(shí)用新型的限流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、成本低、可靠性高，而且限流電感通路 只在短路故障限流的極短的時(shí)間內(nèi)有電流通過(guò)，不會(huì)增加系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下的功率損 耗。本實(shí)用新型通過(guò)在旁路電感通路中串聯(lián)一個(gè)很小的電阻，使得暫態(tài)電流衰減速度加快， 限流期間的阻性阻抗能有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種三相半控橋式短路限流器的電路圖。圖2是本實(shí)用新型三相半控橋式短路限流器的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖2所示，第一、三、五自關(guān)斷開關(guān)管T1、T3、T5的陰極、第一二極管Dl的陰極和 直流電感Ll的一端接在一起；第二、四、六自關(guān)斷開關(guān)管Τ2、Τ4、Τ6的陽(yáng)極、第二二極管D2 的陽(yáng)極和直流電感Ll的另一端接在一起；第一自關(guān)斷開關(guān)管Tl的陽(yáng)極、第二自關(guān)斷開關(guān) 管Τ2的陰極、A相電源公共端和第一串聯(lián)小電阻Rl的一端連在一起；第三自關(guān)斷開關(guān)管Τ3 的陽(yáng)極、第四自關(guān)斷開關(guān)管Τ4的陰極、B相電源公共端和第二串聯(lián)小電阻R2的一端連在一 起；第五自關(guān)斷開關(guān)管Τ5的陽(yáng)極、第六自關(guān)斷開關(guān)管Τ6的陰極、C相電源公共端和第三串 聯(lián)小電阻R3的一端連在一起；第一、二、三旁路電感L2、L3、L4的一端和第一二極管Dl的 陽(yáng)極、第二二極管D2的陰極和接地點(diǎn)連在一起；第一旁路電感L2的另一端和第一串聯(lián)小電 阻Rl的另一端接在一起；第二旁路電感L3的另一端和第二串聯(lián)小電阻R2的另一端接在一 起；第三旁路電感L4的另一端和第三串聯(lián)小電阻R3的另一端接在一起。由于限制下的短 路電流根據(jù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的要求，只存在極短的時(shí)間，電阻R1、R2、R3可以按照脈沖負(fù) 載設(shè)計(jì)，所以功率很小，不會(huì)明顯增加系統(tǒng)成本。
權(quán)利要求1. 一種三相半控橋式短路限流器，包括由六個(gè)自關(guān)斷開關(guān)管和兩個(gè)二極管組成的三相 四橋臂整流橋路、直流電感(Li)、負(fù)載阻抗和三個(gè)旁路電感(L2、L3、L4)，其特征是在所述 三個(gè)旁路電感的通道中分別串接一個(gè)小電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三相半控橋式短路限流器，屬于交流柔性輸電技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。該短路限流器包括由六個(gè)自關(guān)斷開關(guān)管和兩個(gè)二極管組成的三相四橋臂整流橋路、直流電感、負(fù)載阻抗和三個(gè)旁路電感，同時(shí)在三個(gè)旁路電感的通道中分別串接一個(gè)小電阻。本實(shí)用新型的限流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、成本低、可靠性高，而且限流期間的阻性阻抗能有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02M1/32GK201918893SQ20112000552
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者吳勤, 張艷莉, 費(fèi)萬(wàn)民 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)