专利名称：一种基于可控串补的故障限流装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力系统故障限流装置，属于柔性交流输电设备技术领域。
背景技术：
随着工业的迅猛发展和人们生活水平的不断提高，需求方对于优质电能质量的呼 声日益高涨。特别是近年来，电力电子器件的技术跳跃式发展，大量FACTS装置应用到电网 中，使得电网的可控性和安全性大为提高。随着FACTS装置造价的降低，在不久的将来，将 比常规输配电方案更具竞争力。目前，电力系统短路电流数值不断提高，而短路故障对电力 系统安全影响巨大，较高的短路电流水平已经成为制约电网运行和发展的关键因素，而故 障限流装置的研制成为电力行业的重要研究课题。可控串联补偿装置(TCSC)作为一种重要的FACTS输电设备，可以调节线路潮流、 抑制系统振荡、提高系统稳定性等作用，适用于高压远距离输电。由于采用电力电子器件， 其动作迅速，控制简便，在电力系统中有着广阔的应用前景。由于可控串补装置可以根据系 统需要控制其等效阻抗，因此在短路故障发生时，控制使其呈感性运行，亦可降低故障电流 水平。这种多功能，多目标控制的装置必将成为FACTS的发展趋势。
发明内容本实用新型的所要解决的技术问题是提供一种基于可控串补的故障限流装置，根 据系统需要作为串联补偿装置和故障限流装置运行，一机多能。本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案一种基于可控串补的故障限流装置，包括限压器、电容、第一电感、限流电感、晶闸 管电路和固态控制开关；其中所述限压器的一端分别与电容的一端、第一电感的一端连接；所述限压器的另一端分别与限压电感的一端、固态控制开关的一端连接；所述电容的另一端分别与限压电感的另一端、固态控制开关的另一端、晶闸管电 路的一端连接；所述第一电感的另一端与晶闸管电路的另一端连接。进一步的，本实用新型的基于可控串补的故障限流装置，晶闸管电路由两个反并 联晶闸管组成。进一步的，本实用新型的基于可控串补的故障限流装置，限压器为金属氧化物限 压器。本实用新型采用上述技术方案具有如下有益效果本实用新型依靠固态开关的动作对装置的工作模式进行切换，固态开关打开时， 装置运行于限流模式；固态开关闭合时，装置运行于串补模式，模式切换迅速可靠。当本实用新型运行于串补模式时，固态开关闭合，装置结构和基于晶闸管的串联 补偿装置完全一样，便于理论分析，也便于在TCSC的基础上进行装置升级，根据补偿度的 要求计算出晶闸管触发角。[0015]当本实用新型运行于限流模式时，能够根据系统原有限流值和欲达到的限流值选 取适当的限流系数，计算出命令阻抗，通过查表得出相应的触发角，完成限流控制；同时通 过固态开关的打开，串入限流电感，从而增加装置对外等效感抗，在故障时，最大程度降低 短路电流水平。当发生短路故障时，本实用新型通过固态开关的切换投入串联限流电感，不仅仅 依靠可控串补提供感性阻抗，限流水平得到显著提高。
图1是本实用新型的电气结构图。图2是本实用新型在电力系统中接线的等效示意图。具体实施方案
以下结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述参照图1，基于可控串补的故障限流装置包括金属氧化物限压器M0V，电容C，并联
电感為，串联限流电感两个反
并联晶闸管和固态控制开关K组成，其中，金属氧化物限压器MOV用于装置过压保护，固态 开关K用于装置在串补模式和限流模式间切换。本实用新型依靠固态开关的动作对装置的 工作模式进行切换，固态开关打开时，装置运行于限流模式；固态开关闭合时，装置运行于 串补模式，模式切换迅速可靠。正常情况下，装置运行于串补模式，提高线路输送功率，故障 时，装置立即切换到限流模式运行，降低线路短路电流水平。参照图2，装置连接于输电系统中，通过晶闸管触发角的控制，装置对外等效为感 性或容性，一般情况下，为了提高高压输电线路输送功率，装置对外所呈现的阻抗在容性范 围内调节。若超高压输电线路中，末端电压较高，也可将装置安装在线路末端，同时将装置 对外所呈现的阻抗在感性范围内调节。该装置可以根据系统需要，作为串补装置或故障限 流器使用。装置正常运行于串补模式，根据检测出的线路电流，判断有无故障发生，当检测 出系统电流大于某值时，固态开关K立即断开，串入限流电感，同时通过控制反并联晶闸管 触发角，使串补装置接近于纯感性运行，从而将短路电流降低到系统可承受水平。用限流系 数体现装置故障限流能力，并且作为元件参数选取的标准，定义限流系数
权利要求1.一种基于可控串补的故障限流装置，其特征在于包括限压器、电容、第一电感、限 流电感、晶闸管电路和固态控制开关；其中所述限压器的一端分别与电容的一端、第一电感的一端连接； 所述限压器的另一端分别与限压电感的一端、固态控制开关的一端连接； 所述电容的另一端分别与限压电感的另一端、固态控制开关的另一端、晶闸管电路的 一端连接；所述第一电感的另一端与晶闸管电路的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的基于可控串补的故障限流装置，其特征在于所述晶闸管电 路由两个反并联晶闸管组成。
3.根据权利要求1所述的基于可控串补的故障限流装置，其特征在于所述限压器为 金属氧化物限压器。
专利摘要本实用新型提供一种基于可控串补的故障限流装置，属于柔性交流输电设备技术领域。本实用新型由金属氧化物限压器、电容、并联电感、反并联晶闸管、固态开关和与开关并联的串联限流电感构成。固态开关用于装置在串补和限流模式间切换，装置正常运行于串补模式，与可控串补结构完全相同，为线路提供感性或容性无功功率。本实用新型的优点是在发生故障时，装置迅速切换到限流模式运行，有效限制短路电流，在原有可控串补装置上改动较少，易于实现。
文档编号H02H9/02GK201904615SQ20102068801
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者吴峰, 梅军, 王立峰, 郑建勇 申请人:东南大学