专利名称：复合超导故障限流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及超导故障限流器，其能通过使用超导体，有效地限制 在电力系统上出现的故障电流，以及更具体地说，涉及复合超导故障 限流器，其能通过相互和系统地连接超导体中的高速幵关、半导体幵关和电抗器，当故障电流出现时最小化超导体承受大的电流和高压的 时间，以便经济地制造小型故障限流器。
背景技术：
超导体很少阻止在电力线上流动的电流，直到电流达到预定阈值 电流为止，但当电流超过阈值电流时，电阻急剧增加。因为这一特性， 超导体可以充当限制电力系统中的故障电流诸如短路电流的故障限流元件。通常，超导故障限流器已经使用液氦作为保持超导状态的致冷剂， 但诸如显著冷却成本和复杂制造的问题阻止关于超导故障限流器的世 界范围研究。然而，由于近年来已经开发了使用液氮来保持超导状态 的超导材料，关于使用该材料的超导故障限流器的研究正获得动力。使用超导体的超导故障限流器划分成电阻故障限流器、电感故障 限流器和复合故障限流器等等。由于要求这些超导故障限流器承受电 力系统中的高电压和大电流，超导故障限流器应当使用按指数规律地 大量超导体。换句话说，为了具有超导故障限流器相对于高压的承受 力，应当串联连接大量超导体，以及为了具有相对于大电流的承受力， 还应当并联大量超导体。在下文中将参考图1描述上述现有技术。
根据现有技术的超导故障限流器，如图1所示，包括限流矩阵220、 提供磁场以允许限流矩阵220中的超导体同时失超(从超导状态转变 成正常导电状态，即电阻状态)的触发器矩阵218。更具体地说，通过 串联连接m个限流模块(312-1-312-m)形成限流矩阵220，以及通过 并联连接n个限流矩阵元件(314-l 314-n)形成限流模块。其中，每 —限流矩阵元件(314-卜314n)包括一个超导体。通过并联连接n个触发器矩阵元件(310-1~310-n)，形成触发器 矩阵218，每个触发器矩阵元件(310-1~310-n)包括一个超导体以及 分别连接n个限流矩阵元件(314-l~314-n)。在图1中，参考数字A和C分别表示根据现有技术的超导故障限 流器的输入端和输出端。通过根据使用超导故障限流器的电力系统即电力线(电路)的电 压和电流的容量，，修改串并联连接的数量，来配置超导限流器模块。根据现有技术的上述超导故障限流器具有下述问题。首先，要求大量超导体的串并联连接来提高超导故障限流器相对 于高电压和大电流的承受力，以及因此需要容器来容纳用于保持超导 体的超导状态的致冷剂，这导致较大尺寸以及巨大的制造成本。第二，当如上所述串并联连接大量超导体时，则超导体应当同时 失超以便承受高温。因此，当在制造或操作超导体的过程中发现制造 缺陷和不良性能时，超导体被损坏并由此很可能导致超导故障限流器 的故障。换句话说，超导体的局部故障可能严重地影响超导故障限流 器的全部操作，这会导致不稳定的可靠性
发明内容
因此，本发明的目的是提供使用最少超导体的超导故障限流器， 以便经济地制造小型限流器，并确保可靠操作。为实现这些和其他优点以及根据本发明的目的，如在此具体实现 和广泛所述，提供一种复合超导故障限流器，其包括串联连接到电 力线的超导体；第一开关，其串联连接到该超导体，当正常电流在该 电力线上流动时，闭合以允许该电流在该电力线上流动，以及当大电 流在该电力线上流动时断开，以便断开该电力线，该第一开关由磁力 断开；第一电抗器，其具有小于当更大电流在该电力线上流动时的该超导体的阻抗的第一阻抗，并并联连接到该超导体，以及当更大电流 在该电力线上流动时，作为用于流过该超导体和该第一开关的电流的支路，由流过该支路的电流磁化该第一电抗器，从而使第一开关断开； 第二电抗器，其串联连接到由该第一电抗器形成的支路，以及具有大 于第一电抗器的第一阻抗的第二阻抗，以便限制大电流；半导体幵关， 其并联连接到第二电抗器并能通过触发器信号接通；以及触发器控制 器，其响应第一开关的断开而停止对半导体开关发送触发器信号。最好，本发明的复合超导故障限流器进一步包括断路器，当大 电流在该电力线上流动时，断开该电力线，该断路器连接到该超导体、 第一开关和支路后的电力线；变流器，其连接到所述支路以便检测流 过该支路的电流，以及输出对应于检测电流的第-一电压信号；以及断 路器触发驱动控制器，其包括连接到超导体并输入有对应于该超导体 的电压的第二电压信号的第 一 输入，以及输入有来自该变流器的第一 电压信号的第二输入，并当输入第一电压信号或第二电压信号时，将 触发驱动信号提供给所述断路器。另外，最好，该触发器控制器包括光开关，其具有发出光信号的 发光部以及光接收部，如果当闭合该第一开关时该光接收部从该发光 部接收光信号，则该光接收部将该触发器信号提供给该半导体开关，
以及当断开第一开关时，停止将光信号提供给半导体开关从而切断光信号。另外，最好，该触发器控制器包括位于第一开关的断开位置移动 的通路上的微动开关，以便联锁到第一开关的位置，当闭合该第一幵 关时，将触发器信号提供给该半导体开关，以及当断开该第一开关时， 停止将触发器信号提供给半导体开关。另外，最好，该半导体开关可包括晶闸管、TRIAC、 IGBT (绝缘 栅双极晶体管)、GTO晶闸管(闸控断开晶闸管)、SSR (固态继电 器)、FET (场效应晶体管)和晶体管的任何一个。另外，最好，该断路器触发驱动控制器包括OR电路，其当输入 第一电压信号或第二电压信号时，将触发驱动信号提供给该断路器。另外，最好，该断路器触发驱动控制器包括第一比较器，其将 第一电压信号与预定第一参考电压进行比较，如果第一电压信号大于 第一参考电压，输出相应的信号；第二比较器，将第二电压信号与预 定第二参考电压进行比较，如果第二电压信号大于第二参考电压，输 出相应的信号；以及OR电路，其连接到该第一和第二比较器的输出， 以及如果该信号从第一和第二比较器的至少一个被输入到OR电路，则 该OR电路将触发驱动信号输出到该断路器。最好，第一开关是常闭触点。另外，最好，第一开关包括串联连接到该超导体和断路器之间的 电力线的静触点，以及活动触点，其能在与静触点接触以允许电流在 该电力线上流动的位置和通过来自第一电抗器的磁力从静触点分离以便断开该电力线的位置之间切换。
从结合附图的本发明的下述详细描述，本发明的上述和其他目的、 特征、方面和优点将变得更显而易见。
附图，其被包括来提供本发明的进一步理解和包含在说明书中并构成该说明书的一部分，示例说明本发明的实施例以及与描述一起用 来解释本发明的原理。在图中图1是说明根据现有技术的超导故障限流器的结构的框图； 图2是说明根据本发明的第一实施例的复合超导故障限流器的结 构的框图；图3是说明根据本发明的第二实施例的复合超导故障限流器的结 构的框图；图4A和4B是说明在本发明的复合超导故障限流器中的断路器触 发驱动控制器的结构的框图。图4A是说明根据第一实施例的断路器触发驱动控制器的结构的框图。图4B是说明根据第二实施例的断路器触发驱动控制器的结构的框图。图5是说明当出现故障电流出现时流过本发明的超导故障限流器 的电流的变化的波形图；图6至8是说明本发明的复合超导故障限流器的操作的说明图； 图6是说明当正常电流流过本发明的复合超导故障限流器时的操作的说明图；图7是说明在流过本发明的复合超导故障限流器的故障电流的初 始上升期间的操作的说明图；以及图8是说明当故障电流流过本发明的复合超导故障限流器的分支电路时的操作完成状态的说明图。
具体实施方式
现在更详细地参考本发明的优选实施例，在附图中示例说明其例^了在下文中，将参考附图，描述本发明的优选实施例。首先，将参考图2的结构框图，描述根据本发明的第一实施例的 复合超导故障限流器。根据本发明的第一实施例的复合超导故障限流器包括串联连接到 电力线的超导体1。本发明的故障限流器包括串联连接到超导体1的第 一开关4。当正常电流在电力线上流动时，闭合该开关以便允许电流在 电力线上流动，以及当大电流在电力线上流动时断幵以便断开电力线。 能通过磁力断开该开关。故障限流器包括第一电抗器2，具有第一阻抗，该第一阻抗小于 当大电流在电力线上流动时超导体l的阻抗，并且并联连接到超导体l。 另外，当大电流在电力线上流动时，第一电抗器2充当用于流过超导 体1和第一开关4的电流的支路，以及由流过该支路的电流磁化，从 而将第一开关4切换成断开。本发明的故障限流器包括第二电抗器14，其串联连接到由第一电 抗器2形成的支路，以及具有大于第一电抗器2的第一阻抗的第二阻 抗，以便限制大电流。本发明的故障限流器包括并联连接到第二电抗器14并由触发器 信号接通的半导体开关13。本发明的故障限流器包括触发器控制器6a,其响应第一开关4的 断开，停止将触发器信号发送到半导体开关13。根据本发明的复合超导故障限流器可以进一步包括断路器15，其当大电流流过电力线时断开电力线，断路器15连接到超导体1、第一 开关4和支路后的电力线。第一开关4可以由常闭触点开关形成，该常闭触点开关可以通过 来自第一电抗器2的磁力被切换为断开。换句话说，当第一电抗器2 将磁力施加到第一开关4时，断开第一开关。另一方面，当第一电抗 器2不将磁力施加到第一开关时，闭合第一开关。第一开关4包括串联连接到超导体1和断路器15之间的电力线的 静触点(未用参考数字表示)，以及活动触点，其能在与静触点接触 以允许电流流动的位置和通过来自第一电抗器2的磁力从静触点分开 以便断开电力线的位置之间切换。参考数字5a是将第一开关4的断开 的位置状态发送到包括在活动触点5中的触发器控制器6a的元件。利用该结构，第一开关4充当能在lms(l毫秒)内断开和从静触 点分离的高速开关。触发器控制器6a包括光开关，其具有发出光信号的发光部，以及 光接收部。如果当闭合第一开关4时光接收部从发光部接收光信号， 则该光接收部将触发器信号提供给半导体开关13，以及当断开第一开 关从而切断光信号时，该光接收部停止将触发器信号提供给半导体开 关13。另外，触发器控制器6a包括位于第一开关4的断开位置移动通路 上的微动幵关，以便联锁到第一开关4的位置，当闭合第--开关时， 将触发器信号提供给半导体开关，以及当断开第一开关时，停止将触 发器信号提供给半导体开关13。当闭合第一开关4时，微动开关将触 发器信号提供给半导体开关13，以及当断开第一开关4时，微动开关 将触发器信号提供给半导体开关13。半导体开关13可以是晶闸管、TRIAC、 IGBT (绝缘栅双极晶体 管)、GTO晶闸管(闸控断开晶闸管)、SSR (固态继电器)、FET (场效应晶体管)和晶体管的任何一个。如果电力线是用于相对低压的线路，断路器15可以由用于布线的 公知的断路器或空气断路器形成，否则，如果电力线是用于高压的线 路，断路器可以由公知的真空断路器形成。同时，将参考图3，描述根据本发明的第二实施例的复合超导故 障限流器的结构。根据本发明的第二实施例的复合超导故障限流器包括串联连接到 电力线的超导体1。根据本发明的第二实施例的故障限流器包括串联连接到超导体1 的第一开关4。当正常电流在电力线上流动时，闭合第一开关4以便允 许电流在电力线上流动，以及当大电流在电力线上流动时，将第一开 关4切换成断开，以便断开在电力线上流动的电流。能通过磁力，将第-- 开关4切换成断开。根据本发明的第二实施例的故障限流器包括第一电抗器2,其具 有比当大电流在电力线上流动时的超导体1的阻抗更小的第一阻抗， 并且并联连接到超导体l。另外，当大电流在电力线上流动时，第一电 抗器2用作用于流过超导体1和第一开关4的电流的支路，以及通过 流过支路的分路电流磁化，从而使第一开关4切换成断开。根据本发明的第二实施例的故障限流器包括第二电抗器14，其串 联连接到由第一电阻器2形成的支路并具有大于第一电抗器2的第一 阻抗的第二阻抗，以便限制大电流。
根据本发明的第二实施例的故障限流器包括半导体开关13，其并 联连接到第二电抗器14，并且可以通过触发器信号接通。根据本发明的第二实施例的故障限流器包括触发器控制器6和7， 它们响应第一开关4的断开，停止将触发器信号发送到半导体开关13。根据本发明的第二实施例的故障限流器包括断路器15，其连接到 超导体l、第一开关4和支路后的电力线，以及当大电流在电力线上流 动时，断开该电力线。根据本发明的第二实施例的故障限流器包括变流器(未由参考数 字表示)，其连接到支路，以便检测流过支路的电流，以及输出对应于检测电流的第一电压信号。根据本发明的第二实施例的故障限流器包括断路器触发驱动控制 器11，其包括连接到超导体1以及向其输入有对应于超导体1的电压 的第二电压信号的第一输入8，以及向其输入有来自变流器的第一电压 信号的第二输入10。当输入第一电压信号或第二电压信号时，断路器 触发驱动控制器向断路器15提供触发驱动信号。本发明的第二实施例不同于本发明的第一实施例之处在于故障限 流器进一步包括变流器和断路器触发驱动控制器11 。根据本发明的第二实施例，触发器控制器6和7可以由光开关形 成，该光开关具有发出光信号的发光部6，以及光接收部7。当闭合第 一开关4时，如果光接收部从发光部6接收光信号，则将触发器信号 提供给半导体开关13;以及当断开第一开关以便切断光信号时，该光 接收部停止将触发器信号提供给半导体开关13。 另外，本发明的第二实施例类似于本发明的第一实施例之处在于能将触发器控制器6和7构造成微动开关来替代光开关。微动开关位 于第一开关4移动到断开位置的通路上，以便与第一幵关4的位置联 锁，当闭合第一开关4时，微动开关将触发器信号提供给半导体开关 13，以及当断开第一开关4时，停止将触发器信号提供给半导体开关 13。同时，根据本发明的第二实施例，断路器触发驱动控制器11，如 图4A所示，可以构造成逻辑OR电路(简写成OR电路)，当输入第 一-电压信号或第二电压信号时，将触发驱动信号提供给断路器15。另外，断路器触发驱动控制器11，如图4B所示，包括第一比 较器(C0M1)，其将第一电压信号与预定第一参考电压(REF1)进 行比较，如果第一电压信号大于第一参考电压(REF1)，则输出相应 的输出信号；第二比较器(COM2),其将第二电压信号与预定第二参 考电压(REF2)进行比较，如果第二电压信号大于第二参考电压 (REF2)，则输出相应的输出信号；以及OR电路，其连接到第一和 第二比较器(C0M1， COM2)的输出，以及如果将该信号从第一和第 二比较器(C0M1， COM2)的至少一个输入到OR电路，将触发驱动 信号输出到断路器15。在图3中，参考数字3表示当磁化第一电抗器2时，施加到第一 开关4的磁力线。第一开关4包括串联连接到超导体1和断路器15之间的电力线的 静触点(未用参考数字表示)和活动触点5，该活动触点5能在与静触 点接触以允许电流在电力线上流动的位置和通过来自第一电抗器2的 磁力从静触点分开以便断开电力线的位置之间切换。参考数字5a是将 第一开关4的断开的位置状态发送到包括在活动触点5中的触发器控 制器6a的元件。
参考数字12包括用于将触发驱动信号从断路器触发驱动控制器11发送到断路器15的信号通路。另一方面，在下文中，将参考图5至8，描述具有上述结构的本 发明的复合超导故障限流器的操作。图5是说明当故障电流出现时流过本发明的超导故障限流器的电 流变化的波形图。图6至8是说明本发明的复合超导故障限流器的操 作的说明图。图6是说明当正常电流流过本发明的复合超导故障限流 器时的操作的说明图。图7是说明在流过本发明的复合超导故障限流 器的故障电流的初始上升期间的操作的说明图。图8是说明当故障电 流流过本发明的复合超导故障限流器的分支电力线时的操作完成状态 的说明图。首先，在下文中，将参考图5和6，描述当正常电流在电力线上 流动时，本发明的复合超导故障限流器的操作。与图5的正常电流的波相同，当在电力系统即电力线上流动的电 流16是正常电流时，该电流16小于使超导体1失超的阈值电流，从而超导体1的电阻为"0"(零)。当大电流在电力线上流动时，第一电抗器2具有大于"0"但小于 超导体1的阻抗的预定阻抗，例如几十mQ (毫欧)，因此，电流16 不流入第一电抗器2，但流入无电阻的超导体1。因此，该电流16无损失地流过超导体1，以及通过第一开关4， 从而流入图2和3的断路器15。另一方面，在下文中，将参考说明在本发明的复合超导故障限流 器上流动的故障电流的初始上升期间的操作的图7和作为波形的图5 进行描述。在图5中，在故障电流的初始上升时，如果在电力线上发生诸如 短路电力线或接地的偶然事故，电流16显著上升，从而变为大电流。 如果不提供本发明的复合超导故障限流器，在电力线上流动的电流16 具有急剧上升的波，如同在图5的故障电流生成时之后的电流16。在 故障电流的初始上升时，将电流16划分成流过超导体1的电流17和 流过第一电抗器2的分路电流18，如图7所示。此时，当短路电力线 出现时，超导体1在几百psec (微秒)内失超，以及超导体的电阻从 零急剧地增加到几到几十欧，由此变成电阻器。因此，大部分故障电 流被分流流入具有低阻抗的第一电抗器2。此时，流过第一电抗器2的分路电流18具有与图5中相同的波。正好在超导体1失超后，由于分路电流18小，通过磁化第一电抗 器2生成的磁力，SP，磁场19较小，由此，电磁排斥力不显著，因此， 第一开关4的活动触点5仍然保持与静触点连接，如图7所示。同时，在下文中，将参考说明当故障电流流过本发明的复合超导 故障限流器的分路电力线时的操作完成状态的图8和作为波形图的图5进行描述。如果在故障电流流入电力系统即流入电力线以及超导体1失超之 后，分路电路18逐步增加以及第一电抗器2生成大的磁力即大的磁场 19，活动触点5上的涡流增加以及第一电抗器2和活动触点5间的电 磁排斥力增加，因此，使活动触点5从静触点分离，如图8所示。此时，由于超导体1的限流以及到第一电抗器2中的分流，流过 超导体1和第一开关4的电流具有由图5的n所示的小波，当活动触 点5从静触点分离时，不会产生电弧，以及电磁排斥力远大于触点的 接触压力(保持接触状态的压力)。因此，在非常短的时间例如图5 中所示的延迟时间内，使活动触点5从静触点完全分离。在断开高速开关即第一开关4后，所有故障电流完全流入由第一 电抗器2和第二电抗器14形成的支路中，如由图8中的分路电流18* 所示，分路并联连接到电力线。在这种情况下，处理施加到超导体1的两端的电压非常重要，直 到完全断开第一开关4为止。根据现有技术，为响应对应于超导体的 电阻增加的超导体的两端的电压增加，应当将多个超导体彼此串联连 接，以及根据本发明的复合超导故障限流器能如下降低电压。换句话说，在根据本发明的复合超导故障限流器中，由于第一电 抗器2具有在几至几十mn范围中的非常小的阻抗，通过增加在超导 体1失超时生成的阻抗获得的总阻抗也非常小，因此，不将高压施加 到超导体1的两端。这可以由下述等式表示。V=IfxZt ..............(1)在等式(1)中，"V"表示施加到超导体的两端的电压，"If" 表示故障电流的大小，以及"Zt"表示第一电抗器2的阻抗和当超导体 1失超时生成的阻抗的总阻抗。例如，当用30KA (千安)的故障电流 和20mQ(毫欧)的总阻抗替代等式变量时，施加到超导体两端的电压 不超出600伏。与正常电压，即高压电力系统的系统电压相比，这一 电压非常小，系统电压在几千伏至几百千伏的范围中。另外，在本发明的复合超导故障限流器中，超导体1不限制短路 电流的大电流。在本发明的复合超导故障限流器中，超导体1用来将 大部分故障电流分流到第一电抗器2中。
同时，如果使第一开关4的活动触点5完全从静触点分离，触发
器控制器6a停止将触发器信号发送到半导体开关13，并且相应地断开 半导体开关13。因此，所有故障电流流过第一电抗器2，从而流入与 断开半导体幵关13并联连接的第二电抗器14。由于第二电抗器14具 有高阻抗，例如几Q(欧)，故障电流利用第二电抗器14限制从而减 少，如图5的波(18*)所示。
另外，在第一开关4的活动触点5完全从静触点分离后，具有高 阻抗的第二电抗器14也由于故障电流承受高压。至于第二电抗器14 承受高压，由于通过来自断路器触发驱动控制器11的触发驱动信号， 在100 msec (毫秒)内，瞬间触发断路器15，在这一瞬时内，不损坏 第二电抗器14。
半导体开关13仅允许短于lms (1毫秒)的故障电流，直到断开 第一开关4为止，以及在故障电流达到峰值前断开，因此，防止开关 损坏，以及该开关不需要具有相对于大电流的大承受力。
由于第二电抗器14需要在几至几十mH (毫亨利)的范围中的电 感以便具有在几欧的范围中的高阻抗，线圈绕组的数量增加。然而， 当正常电流在电力线上流动时，第二电抗器不操作，以及仅在100 msec (毫秒)内承受故障电流，因此，线圈不需要具有大的厚度，这防止 第二电抗器14和超导故障限流器的大小增加。
另外，如果输入表示由于在电力线上流动的故障电流的超导体1 的上升电压的第二电压信号，或来自变流器的第一电压信号，或两者， 则断路器触发驱动控制器11将触发驱动信号提供给断路器15，由此， 触发连接到分路的后端的断路器15，从而断开电力线。此时，如果故 障电流在电力线上流动，在几百psec (微秒)内，超导体1失超，以 及生成任意电阻和电压。因此，第一电压信号和/或第二电压信号帮助 缩短检测故障电流的吋间，以便通过第一和第二电压信号，断路器15
断开电力线需要的时间变为小于断路器15仅检测故障电流的时间。
如上所述，在根据本发明的复合超导故障限流器中，在并联连接 到超导体的分路中，具有高阻抗的第二电抗器承受高压，以便在超导 体的两端不生成高压，以及当正常电流在电力线上流动时，该分路还 承受和限制故障电流的大电流以及超导体仅承受额定电流，这允许超 导故障限流器使用数量最少的超导体。
另外，根据本发明的复合超导故障限流器使超导体的数量最小。 因此，可以防止诸如由大量超导体应当同时失超的需求引起的故障和 不良可靠性的问题。
另外，根据本发明的复合超导故障限流器检测在几百psec (微秒)
内失超的超导体的电压的变化，以便在触发断路器中使用该检测到的 变化。因此，与仅通过断路器来检测故障电流的时间相比，可以縮短 针对故障电流断开电力线的时间。
由于可以用不背离其精神或实质特性的几种形式实现本发明，因 此，应知道上述实施例不受上述描述的任何细节限制，除非另外指出， 而是应当在附加权利要求中定义的其精神和范围内广泛地解释，因此, 意图由附加权利要求包含落在权利要求的边界和范围内的所有改变和 修改，或这些边界或范围的等效。
权利要求
1.一种复合超导故障限流器，包括串联连接到电力线的超导体；第一开关，串联连接到该超导体，该第一开关当正常电流在该电力线上流动时闭合以允许该电流在该电力线上流动，以及当大电流在该电力线上流动时断开以便断开该电力线，该第一开关由磁力断开；第一电抗器，其具有小于当更大电流在该电力线上流动时的该超导体的阻抗的第一阻抗，其并联连接到该超导体，以及当更大电流在该电力线上流动时作为用于流过该超导体和该第一开关的电流的支路，利用流过该支路的电流磁化该第一电抗器，从而使第一开关断开；第二电抗器，其串联连接到由该第一电抗器形成的该支路，以及具有大于该第一电抗器的第一阻抗的第二阻抗，以便限制该大电流；半导体开关，其并联连接到该第二电抗器，并能通过触发器信号接通；以及触发器控制器，其响应所述第一开关的断开停止将触发器信号发送到该半导体开关。
2. 如权利要求1所述的复合超导故障限流器，进一步包括 断路器，其当大电流在该电力线上流动时断开该电力线，该断路器连接到该超导体、第一开关和支路后的电力线；变流器，其连接到该支路以便检测流过该支路的电流，并输出对 应于该检测电流的第一电压信号；以及断路器触发驱动控制器，其包括连接到该超导体并输入有对应于 该超导体的电压的第二电压信号的第一输入，以及输入有来自该变流 器的第一电压信号的第二输入，以及当输入第一电压信号或第二电压 信号时，将触发驱动信号提供给该断路器。
3. 如权利要求1所述的复合超导故障限流器，其中，该触发器控 制器包括光开关，其具有发出光信号的发光部以及光接收部，如果当 闭合该第一开关时该光接收部从该发光部接收光信号，则该光接收部 将该触发器信号提供给该半导体开关，以及当断开第一开关从而切断 光信号时，该光接收部停止将触发器信号提供给半导体开关。
4. 如权利要求l所述的复合超导故障限流器，其中，该触发器控 制器包括位于第一开关的断开位置移动的通路上的微动开关以便联锁 到第一开关的位置，该触发器当闭合该第--开关时将触发器信号提供 给该半导体开关，以及当断开该第一开关时停止将触发器信号提供给半导体开关。
5. 如权利要求2所述的复合超导故障限流器，其中，该半导体开 关由晶闸管、TRIAC、 IGBT (绝缘栅双极晶体管)、GTO晶闸管(控 制极可关断晶闸管)、SSR (固态继电器)、FET (场效应晶体管)和 晶体管的任何-一个形成。
6. 如权利要求2所述的复合超导故障限流器，其中，该断路器触 发驱动控制器由OR电路形成，该OR电路当输入第一电压信号或第二 电压信号时，将触发驱动信号提供给该断路器。
7. 如权利要求2所述的复合超导故障限流器，其中，该断路器触 发驱动控制器包括-第一比较器，其将第一电压信号与预定第一参考电压进行比较， 如果第一电压信号大于第一参考电压，输出相应的信号；第二比较器，其将第二电压信号与预定第二参考电压进行比较， 如果第二电压信号大于第二参考电压，输出相应的信号；以及OR电路，其连接到该第一和第二比较器的输出，以及如果将该信 号从第一和第二比较器的至少一个输入到OR电路，将触发驱动信号输 出到该断路器。
8. 如权利要求1所述的复合超导故障限流器，其中，第一开关是 常闭触点开关。
9. 如权利要求i所述的复合超导故障限流器，其中，第一开关包 括串联连接到该超导体和断路器之间的电力线的静触点以及活动触 点，该活动触点能在与静触点接触以允许电流在该电力线上流动的位 置和通过来自第一电抗器的磁力从静触点分离以便断开该电力线的位 置之间切换。
10. —种复合超导故障限流器，包括 串联连接到电力线的超导体；第--开关，其串联连接到该超导体，其当正常电流在该电力线上 流动时，闭合以允许该电流在该电力线上流动，以及当大电流在该电 力线上流动时断开，以便断开该电力线，该第一开关由磁力断幵；第一电抗器，其具有小于当更大电流在该电力线上流动时的该超 导体的阻抗的第一阻抗，其并联连接到该超导体，以及当更大电流在 该电力线上流动时，作为用于流过该超导体和该第一开关的电流的支 路，该第一电抗器利用流过该支路的电流磁化，从而使第一开关断开；第二电抗器，其串联连接到由该第一电抗器形成的该支路，以及 具有大于该第--电抗器的第一阻抗的第二阻抗，以便限制该大电流；半导体开关，其并联连接到该第二电抗器，并能通过触发器信号 接通；触发器控制器，其响应该第-一幵关的断开，停止将触发器信号发 送到该半导体幵关断路器，其当大电流在该电力线上流动时断开该电力线，该断路 器连接到该超导体、第一开关和支路后的电力线；变流器，其连接到该支路以便检测流过该支路的电流，以及输出 对应于该检测电流的第---电压信号；以及断路器触发驱动控制器，其包括连接到该超导体并输入有对应于 该超导体的电压的第二电压信号的第一输入，以及输入有来自该变流 器的第一电压信号的第二输入，以及当输入第一电压信号或第二电压信号时，将触发驱动信号提供给该断路器。
全文摘要
本发明涉及复合超导故障限流器，其将限流电抗器添加到超导体，以保护电力线免受故障电流，以及更具体地说，涉及使用最少数量的超导故障限流器的复合超导故障限流器，同时避免多个超导体和线圈的串并联，以便经济地制造小型故障限流器。超导体、高速开关和断路器彼此串联连接，以及将具有低阻抗的第一电抗器和具有高阻抗的第二电抗器并联连接到电力线以便将用于电流的支路提供给串联电路。根据断开高速开关，使半导体开关并联连接到具有高阻抗的第二电抗器。构造断路器触发驱动控制器以便连接到超导体和支路，以及当出现故障电流时将故障电流分流到支路中，由此第二电抗器限制了故障电流。当故障电流出现时，断路器触发驱动控制器将触发驱动信号提供给断路器，用于根据超导体的电压或支路的电流来触发。
文档编号H02H9/02GK101127440SQ20061017276
公开日2008年2月20日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年8月17日
发明者朴权培, 李昉昱 申请人:Ls产电株式会社