一种智能投切限流电抗器装置及电流智能投切方法与流程

本发明属于电力系统设备，具体涉及一种智能投切限流电抗器装置及电流智能投切方法。

背景技术：

1、随着社会的发展和进步，能源、电力系统的规模正在不断扩大，电力系统面临着经济性、可靠性、节能降耗等一系列挑战。其中，短路电流超标是一个广泛存在的问题，严重威胁电网的安全运行。

2、为了解决短路电流超标的问题，通常可采用高阻抗变压器或者限流电抗器串联在系统中的方式限制短路电流，但这种通过加大阻抗的限流方式存在功率损耗、漏磁、母线压降等弊端，无法充分提高限流深度，限流作用十分有限。针对这个问题，市场上出现了爆炸型大容量开断装置与限流电抗器并联的结构形式，但是这种类型的装置无法完全复用，故障后必须更换备件才能重新正常投运，没有从根本上解决问题，而且增加了运行成本。

3、为了同时具备深度限流、无损耗、可复用的功能，采用限流电抗器并联快速真空开关，实现限流电抗器的智能投切逐渐成为发展趋势。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种智能投切限流电抗器装置，实现电力系统的零损耗深度限流的同时实现装置的可复用功能。

2、本发明采用如下的技术方案。一种智能投切限流电抗器装置，包括限流电抗器、快速机械开关、电力电子柜、控保主机、电流互感器、隔离变压器，

3、限流电抗器与快速机械开关并联之后串接在线路中；控保主机分别连接电力电子柜和电流互感器，其中控保主机通过光纤通信采集电流互感器的电流值；电流互感器放置于限流电抗器出线端，电流互感器反馈线路正常工作电流值时，快速机械开关闭合，限流电抗器被旁路；电流互感器反馈电流值达到设定阈值时，控保主机通过光纤通信向电力电子柜发送快速机械开关分闸指令，电力电子柜放电，快速机械开关内断开，限流电抗器投入进行限流，实现限流电抗器的智能投切。

4、限流电抗器包括线圈、开口环吊架、环氧筒以及环氧端盖；

5、快速机械开关包括真空断路器部分和斥力机构；电力电子柜包括电流采集模块、scu、电容组件、充电机、端子排以及开关电源。

6、线圈的导线绕制在环氧筒上，线圈两端通过开口环吊架压紧固定；

7、开口环吊架包含上吊架和下吊架，上吊架和下吊架分别为等分结构，分别包含一个绝缘联板；所述环氧端盖固定在环氧筒上端。

8、上吊架开口环内侧0°方向焊接有一个第一接线端子；

9、下吊架开口环内侧90°、270°方向焊接有两个第二接线端子；

10、环氧筒上下端部分别设置六个槽口，均匀分布在环氧筒上，槽口固定等分的上吊架和下吊架。

11、真空断路器部分包括真空断路器、上安装板、下安装板、环氧拉杆、导电块、导电夹、软铜排、侧部支撑结构。

12、其中真空断路器与斥力机构上下放置，真空断路器动触头端通过连接杆与斥力机构斥力盘连接，真空断路器通过环氧拉杆和上安装板、下安装板、压紧，通过侧部支撑结构固定在斥力机构上；侧部支撑结构包括导电支撑结构和非导电支撑结构。

13、斥力机构包括斥力线圈、斥力盘、弹簧保持机构及位置传感器；斥力盘放置在两个斥力线圈之间，弹簧保持机构通过连接杆与斥力盘连接；位置传感器的挡片固定到连接杆末端，跟随斥力盘动作。

14、导电块与真空断路器静触头端连接，导电夹与真空断路器动触头端连接；

15、所述软铜排连接于导电夹与导电支撑结构之间。

16、第一接线端子与真空断路器静触头并联；

17、两个第二接线端子分别与真空断路器动触头并联。

18、导电夹采用开口抱箍形式，前后侧开有散热齿，左右侧开有螺纹孔，通过螺栓将导电夹紧固在真空断路器动触头端；导电夹抱箍内侧含有两个挡块。

19、电力电子柜包括柜体、电流采集模块、机械开关控制器、电容组件、充电机、端子排以及开关电源；电力电子柜侧壁装有葛兰电缆接头，机械开关控制器通过触发电容组件给斥力线圈放电从而驱动快速机械开关动作，通过检测充电机储能电容电压值判断充电机状态，通过检测行程开关位置信号判断机械开关的分合位状态；充电机用于给电容组件充电，端子排以及开关电源用于引出电源接口供设备取能。

20、一种电流智能投切方法，基于智能投切限流电抗器装置，包括以下步骤：

21、电流互感器采集线路工作电流值，当电流值低于设定阈值时，反馈线路正常工作，快速机械开关闭合，限流电抗器被旁路；当电流值达到设定阈值时，控保主机通过光纤通信向电力电子柜发送快速机械开关分闸指令，电力电子柜内电容组件放电，快速机械开关断开，限流电抗器投入进行限流实现，实现电流智能投切；其中机械开关控制器通过激光器触发接口产生光功率信号，触发电容组件给斥力线圈放电以驱动快速机械开关动作。

22、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，动作速度快：本装置可在较短时间内将短路电流切断；开断能力强：通过控保主机实时采集并计算线路电流，与设定阈值实时对比，当线路电流超过设定阈值时，即认为发生短路故障。通过进一步识别短路电流过零点，使真空断路器燃弧时间最小，使关断能力达到最大；可靠性高：本装置中的机械开关使用涡流产生强斥力驱动，相较于弹簧式结构，磨损显著减小，机械寿命及可靠性大大提高；零损耗限流功能：本装置只在发生短路时投入限流电抗器，正常运行情况下限流电抗器被旁路，不产生损耗。

技术特征：

1.一种智能投切限流电抗器装置，包括限流电抗器(1)、快速机械开关(2)、电力电子柜(3)、控保主机(4)、电流互感器(5)、隔离变压器(6)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

5.根据权利要求2中的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

7.根据权利要求5所述的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

8.根据权利要求4或5所述的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

9.根据权利要求4所述的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

10.根据权利要求1所述的一种智能投切限流电抗器装置，其特征在于：

11.一种电流智能投切方法，基于权利要求1-10中任一项所述的智能投切限流电抗器装置，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
一种智能投切限流电抗器装置及电流智能投切方法，包括限流电抗器、快速机械开关、电力电子柜、控保主机、电流互感器、隔离变压器，限流电抗器1与快速机械开关2并联之后串接在线路中；控保主机4分别连接电力电子柜3和电流互感器5，其中控保主机4通过光纤通信采集电流互感器5的电流值；电流互感器5放置于限流电抗器1出线端，电流互感器5反馈线路正常工作电流值时，快速机械开关2闭合，限流电抗器1被旁路；电流互感器5反馈电流值达到设定阈值时，控保主机4通过光纤通信向电力电子柜3发送快速机械开关分闸指令，电力电子柜3内电容组件放电，快速机械开关2断开，限流电抗器1投入进行限流，实现限流电抗器的智能投切。

技术研发人员：张月华,张德金,赵杨,张猛,张华泽,李洪政,陈杰,蒋观平,王国金,杨黎,郭嘉,李子豪,罗中
受保护的技术使用者：北京电力设备总厂有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13