专利名称：一种三相单开关管桥式短路限流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于交流电压供电系统的电力系统短路故障限流器，是一 种对短路故障电流及其上升率进行限制的装置，属于交流柔性输电技术的技术领域。
背景技术：
随着电力系统规模和容量的不断扩大，短路电流的水平快速增加，当短路电流水 平超过断路器的断开容量时，短路故障可能造成主要电力设备如变压器、高压开关设备、电 力电缆等的严重损坏，引起系统不稳定，甚至造成系统的瘫痪。短路故障限流器在检测到短 路故障发生后，通过快速改变故障线路的阻抗参数，将短路电流限制在允许的水平，以保护 电力设备，已经成为柔性交流输电系统的关键元件之一。中国专利ZL200610086112. 9公开了一种具有单个自关断开关管的桥式短路故障 限流装置，其用于三相不接地系统的原理如图1所示，图中，Ll为直流电感，L2-L4为旁路电 感，D1-D6组成一个三相整流桥，D7为续流二极管，Va, Vb, Vc为三相电源电压，Z1-Z3为三 相负载阻抗。在系统正常情况下，控制自关断开关管导通，在电抗器Ll充磁之后的稳态情 况下，电感Ll中电流为负载电流的峰值，忽略二极管、自关断开关管的通态压降和Ll的损 耗，Ll中电流恒定，Ll和桥路两端电压为零，限流器对系统无不良影响。短路故障发生后， 电源电压经过整流桥加在直流电抗器Ll上，引起Ll电流的增加，并在旁路电感L2-L4中 产生电流，当检测电路检测到短路故障发生后，立即控制关断开关管Tl，直流电感Ll中的 电流由续流二极管D7续流，整流桥通路断开，短路电流受到旁路电感L2-L4的限制。由于 桥路有二极管组成，整个三相系统只需要一只自关断开关，该限流器具有结构简单、易于控 制、成本低、可靠性高等优点。为了满足电力系统继电保护装置的选择性要求，短路故障发 生后，关断开关管Tl，桥路和直流电感Ll退出系统，短路电流由旁路电感L2-L4承担，而且 需要维持在额定负载电流的3到5倍，并保持一段时间。但是该限流器在短路故障发生后 的持续限流期间，L2-L4中的暂态电流绝对值很大，可达设计值的两倍，即额定电流的6到 10倍，在短路状态下，系统线路电阻很小，暂态电流衰减很慢，该巨大的暂态电流会对旁路 电感和线路产生大量的机械力冲击和热冲击，有较大的危害。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述短路限流技术中存在的缺陷，提供一种三相单开 关管桥式短路限流器，能够大大加快暂态电流的衰减速度，减少暂态电流的存在时间，可以 提高系统的安全性和可靠性。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种三相单开关管桥式短 路限流器，包括由六个二极管组成的三相整流桥、自关断开关管、直流电感、续流二极管和 三个并联的旁路电感，直流电感和续流二极管并联后与自关断开关管串联，第一旁路电感 的一端、第一个二极管的阳极和第四个二极管的阴极与a相电源的参考端接在一起；第二 旁路电感的一端、第二个二极管的阳极和第五个二极管的阴极与b相电源的参考端接在一起；第三旁路电感的一端、第三个二极管的阳极和第六个二极管的阴极与c相电源的参考 端接在一起，三个旁路电感的另一端连接在一起，在第一旁路电感、第二旁路电感和第三旁 路电感的通道中分别串接一个小电阻。本实用新型的限流器结构简单、易于控制、成本低、可靠性高，而且限流电感通路 只在短路故障限流的极短的时间内有电流通过，不会增加系统在正常运行状态下的功率损 耗。本实用新型通过在三个旁路电感通路中各自串联一个很小的电阻，使得暂态电流衰减 速度加快，限流期间的阻性阻抗能有效提高系统的稳定性。
图1是现有技术中一种三相单开关管桥式短路限流器的电路图。 图2是本实用新型三相单开关管桥式短路限流器的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型做进一步详细说明。如图2所示，本实用新型的三相单开关管桥式短路限流器，用于三相不接地系统， 包括由六个二极管D1-D6组成的整流桥、自关断开关管Tl、直流电感Li、续流二极管D7和 三个旁路电感L2-L4。其中，二极管D1、D2、D3的阴极接在一起，二极管D4、D5、D6的阳极接 在一起，直流电感Ll和续流二极管D7并联后与自关断开关管Tl串联，续流二极管D7的阴 极和直流电感Ll的一端与自关断开关管Tl的发射极(或源极)相连，自关断开关管Tl的 集电极(或漏极)接整流桥中二极管D1、D2、D3的公共阴极，续流二极管D7的阳极、直流电 感Ll的另一端与整流桥中二极管D4、D5、D6的公共阳极接在一起，旁路电感L2的一端、二 极管Dl的阳极和二极管D4的阴极与a相电源的参考端接在一起；旁路电感L3的一端、二 极管D2的阳极和二极管D5的阴极与b相电源的参考端接在一起；旁路电感L4的一端、二 极管D3的阳极和二极管D6的阴极与c相电源的参考端接在一起，三个旁路电感的另一端 连接在一起。在第一旁路电感L2、第二旁路电感L3和第三旁路电感L4的通道中分别串接 一个小电阻R1、R2和R3。由于限制下的短路电流根据电力系统继电保护的要求，只存在极 短的时间，电阻R1、R2、R3可以按照脉冲负载设计，所以功率很小，不会明显增加系统成本。
权利要求1. 一种三相单开关管桥式短路限流器，包括由六个二极管组成的三相整流桥、自关断 开关管(Tl)、直流电感(Li)、续流二极管(D7)和三个旁路电感(L2、L3、L4)，直流电感(Li) 和续流二极管(D7)并联后与自关断开关管(Tl)串联，第一旁路电感(L2)的一端、第一个二 极管(Dl)的阳极和第四个二极管(D4)的阴极与a相电源的参考端接在一起；第二旁路电 感(L3)的一端、第二个二极管(D2)的阳极和第五个二极管(D5)的阴极与b相电源的参考 端接在一起；第三旁路电感(L4)的一端、第三个二极管(D3)的阳极和第六个二极管(D6)的 阴极与c相电源的参考端接在一起，三个旁路电感的另一端连接在一起，其特征是在第一 旁路电感(L2)、第二旁路电感(L3)和第三旁路电感(L4)的通道中分别串接一个小电阻。
专利摘要本实用新型公开了一种三相单开关管桥式短路限流器，属于交流柔性输电技术的技术领域。该限流器包括由六个二极管组成的三相整流桥、自关断开关管、直流电感、续流二极管和三个旁路电感，直流电感和续流二极管并联后与自关断开关管串联，三个旁路电感的一端分别与a相电源、b相电源和c相电源的参考端接在一起，另一端共同连接在一起，同时在三个旁路电感的通道中分别串接一个小电阻。本实用新型的限流器结构简单、易于控制、成本低、可靠性高，而且限流期间的阻性阻抗能有效提高系统的稳定性。
文档编号H02H9/02GK201918717SQ201120002738
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者崔新新, 张艳莉, 费万民 申请人:南京师范大学