专利名称：串补型无功耗限流电抗器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种限流电抗器，尤其是串补型无功耗限流电抗器。
背景技术：
目前，随着电网容量的增大，不断增大的短路电流对电力系统设备的冲击越来越大；同时，现有的断路器已难以满足开断巨大短路电流的要求。为解决这一问题，限流电抗器被人们以串接于负载回路中的方式广泛地应用在输配电系统中。它虽可限制短路电流，减少短路电流对系统中易损电力设备，如主变压器的冲击，并降低对断路器开断容量的要求，以及维持母线电压，避免事故的进一步扩大。但是，却有着不足之处，首先，在选取限流电抗器的电抗值时，往往存在着满足短路电流最大值的要求后，额定电流下受电端电压过低的矛盾；其次，限流电抗器巨大的无功损耗也给用户造成了很大的经济负担。此外，鉴于电能在输配电网的长距离传输过程中，输电线路也将对其产生感抗，实质上已等同形成了一种隐形、潜在的串接于用户负载回路中的电抗器，这也同样既使得用户端的电压降低，又有较大的无功功耗存在，只不过该无功功耗的经济负担是由送配电部门承担罢了。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、实用，使用方便，能改善电能质量的串补型无功耗限流电抗器。
所采用的技术方案包括串接于负载回路中的电抗器，特别是所说负载回路中还串接有串补电容器，所说串补电容器并联连接有快速合闸器，所说快速合闸器的控制端与短路监测器的输出端电连接。
作为技术方案的进一步改进，所述的串补电容器并联连接有融短保护器；所述的快速合闸器串接限流电阻后与串补电容器并联连接；所述的快速合闸器为高速永磁操动开关或同步永磁操动电气开关；所述的短路监测器为串接于负载回路中的电流互感器和与其电连接的转换电路构成或并联连接于负载回路两端的电压互感器和与其电连接的转换电路构成；所述的融短保护器为两外接电极间置有相邻叠压的三层以上的氧化锌阀片与易熔金属片，所说氧化锌阀片的击穿电压小于串补电容器的击穿电压，其残压大于串补电容器的工作电压。
相对于现有技术的有益效果是，其一，负载回路中串接着的串补电容器和与该串补电容器并联连接的快速合闸器，以及快速合闸器的控制端与短路监测器的输出端电连接，使得在正常供电运行状态下，无论负载如何变化，对工频来说限流电抗器上的感性电压降与串补电容器上的容性电压降相互抵消为零，呈串联谐振，负载端电压等于母线电压。当出现短路故障时，短路信号将立即被短路监测器捕获，并由其随即向快速合闸器的控制端送出合闸信号，使与串补电容器并联连接的快速合闸器在3毫秒内迅速闭合，破坏了串联谐振条件，使限流电抗器呈感性电抗以限制短路电流。当短路故障被切除后，短路监测器控制快速合闸器分闸，使本实用新型仍恢复到供电运行状态。使其既可在短路发生时，限制住短路电流的强度，又避免了为满足短路电流最大值的要求后，额定电流下受电端电压过低的矛盾，还杜绝了限流电抗器巨大的无功损耗；其二，串补电容器还并联连接着融短保护器，其作为快速合闸器的后备保护，可于快速合闸器万一拒动时，除防止在串补电容器上产生过电压之外，且同时还能将串补电容器两端短接，起到使限流电抗器呈感性电抗以限制短路电流的作用；其三，采取快速合闸器串接限流电阻后再与串补电容器并联连接方案，大大地减小了合或分闸时快速合闸器的触点电流；其四，快速合闸器选用合闸仅需3毫秒以下的高速永磁操动开关或同步永磁操动电气开关，确保了一旦发生短路故障，就即刻能将串补电容器两端短接，以使限流电抗器单独运行，实现限制短路电流及串补电容器两端电压不至于过高的目的；其五，短路监测器采用串接于负载回路中的电流互感器和与其电连接的转换电路构成或并联连接于负载回路两端的电压互感器和与其电连接的转换电路构成，既简单，又可靠，还适用于户外使用；其六，融短保护器使用两外接电极间置有相邻叠压的三层以上的氧化锌阀片与易熔金属片的结构，且其中的氧化锌阀片的击穿电压小于串补电容器的击穿电压，其残压大于串补电容器的工作电压，使得当快速合闸器万一拒动时，在串补电容器上产生的过电压将因其大于氧化锌阀片的击穿电压而使氧化锌阀片导通，随着氧化锌阀片的导通和其电流的增大，相邻叠压于氧化锌阀片间和其上下的易熔金属片将逐渐融化，并短接融短保护器的两外接电极，从而将串补电容器的两端短接起来，致使限流电抗器单独运行，而起到限流的作用；其七，还可将本实用新型用于限制闭合空载变压器时的浪涌电流和电动机的启动电流，实现电动机的软启动，减少这些暂态过程对电网系统的冲击；其八，本实用新型对谐波呈感性高阻抗，抑制了流向母线、主变的谐波电流；综上所述，它的结构简单、实用，起到了集限制各种短路故障和暂态过程电流，保持母线与负载端电压稳定，抑制谐波，补偿无功功耗等功能于一身的作用，实现了改善电能质量之功效。
以下结合附图对本实用新型的优选方式作进一步详细的描述。
图1是本实用新型的一种基本结构示意图。
具体实施方式
参见图1，输配电母线1上分别电连接有其它负载9和负载5。在负载5与输配电母线1间依次串接有电抗器2和串补电容器3，快速合闸器6串接限流电阻7后并联连接于串补电容器3的两端，串补电容器3的两端还并联连接有融短保护器4，快速合闸器6的控制端与短路监测器8的输出端电连接；其中，快速合闸器6选用高速永磁操动开关，短路监测器8采用串接于负载5回路中的电流互感器和与其电连接的转换电路构成，融短保护器4为两外接电极间置有相邻叠压的五层氧化锌阀片与易熔金属片，其中的氧化锌阀片的击穿电压的选取为小于串补电容器3的击穿电压，其残压大于串补电容器3的工作电压。
使用时，在正常供电运行状态下，电抗器2和串补电容器3于工频下呈串联谐振，负载5端电压等于输配电母线1电压。当发生短路故障时，短路信号由串接于负载5回路中的电流互感器感知，并即刻由与其电连接的转换电路变换成启动高速永磁操动开关闭合的电信号，使高速永磁操动开关在1毫秒内快速合闸，将串补电容器3短接起来，从而破坏串联谐振条件，使呈感性电抗的限流电抗器单独串接在负载5的回路中，以限制短路电流。当短路故障消除后，串接于负载5回路中的电流互感器获知后，即刻由转换电路向高速永磁操动开关发出分闸信号，使串补电容器3仍串接于负载5回路中，与电抗器共同形成串联谐振条件，恢复到正常的供电运行状态。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型的串补型无功耗限流电抗器进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种串补型无功耗限流电抗器，包括串接于负载(5)回路中的电抗器(2)，其特征在于所说负载(5)回路中还串接有串补电容器(3)，所说串补电容器(3)并联连接有快速合闸器(6)，所说快速合闸器(6)的控制端与短路监测器(8)的输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的串补型无功耗限流电抗器，其特征是串补电容器(3)并联连接有融短保护器(4)。
3.根据权利要求1所述的串补型无功耗限流电抗器，其特征是快速合闸器(6)串接限流电阻(7)后与串补电容器(3)并联连接。
4.根据权利要求1或3所述的串补型无功耗限流电抗器，其特征是快速合闸器(6)为高速永磁操动开关或同步永磁操动电气开关。
5.根据权利要求1所述的串补型无功耗限流电抗器，其特征是短路监测器(8)为串接于负载(5)回路中的电流互感器和与其电连接的转换电路构成或并联连接于负载(5)回路两端的电压互感器和与其电连接的转换电路构成。
6.根据权利要求1所述的串补型无功耗限流电抗器，其特征是融短保护器(4)为两外接电极间置有相邻叠压的三层以上的氧化锌阀片与易熔金属片，所说氧化锌阀片的击穿电压小于串补电容器(3)的击穿电压，其残压大于串补电容器(3)的工作电压。
专利摘要本实用新型公开了一种串补型无功耗限流电抗器。它包括串接于负载(5)回路中的电抗器(2)，特别是负载(5)回路中还串接有串补电容器(3)，串补电容器(3)并联连接有快速合闸器(6)，快速合闸器(6)的控制端与短路监测器(8)的输出端电连接；所述的快速合闸器(6)串接限流电阻(7)后与串补电容器(3)并联连接，所述的快速合闸器(6)为高速永磁操动开关或同步永磁操动电气开关，所述的融短保护器(4)为两外接电极间置有相邻叠压的三层以上的氧化锌阀片与易熔金属片。它既可在短路发生时，限制短路电流的强度，又避免了为满足短路电流最大值的要求后，额定电流下受电端电压过低的矛盾，还杜绝了限流电抗器巨大的无功损耗。
文档编号H02H9/02GK2802813SQ20052007193
公开日2006年8月2日 申请日期2005年5月27日 优先权日2005年5月27日
发明者黄河, 王川 申请人:王川