自觸發(fā)式限流電抗器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)短路故障保護技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種限流電抗器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著交流輸電網(wǎng)規(guī)模的擴大和電網(wǎng)輸電容量的增加，交流輸電網(wǎng)中發(fā)生短路故障的次數(shù)逐年增加，短路故障發(fā)生時，短路電流將會接近、甚至超過斷路器的開斷容量，造成短路電流水平超標(biāo)，短路電流水平的超標(biāo)已經(jīng)成為目前危害電網(wǎng)安全運行的主要潛在問題。
[0003]常用限制交流輸配電網(wǎng)中短路電流的措施主要有兩種:一是改變電網(wǎng)運行方式，二是在電網(wǎng)中安裝短路電流限流裝置。第一種措施，需要調(diào)整電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，合理制定電網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)解列分區(qū)運行方式；然而由于電網(wǎng)的網(wǎng)架建設(shè)周期長且投資巨大，在供電資源緊張的情況下，降低電網(wǎng)短路電流水平的環(huán)網(wǎng)解列分區(qū)運行方式往往難以實現(xiàn)；而且環(huán)網(wǎng)解列分區(qū)的運行方式會導(dǎo)致局部電網(wǎng)供電可靠性和穩(wěn)定性的下降。
[0004]對于在電網(wǎng)中安裝使用短路電流限流裝置的限流措施，目前應(yīng)用到的限流裝置主要有三類:普通串聯(lián)限流電抗器、大容量高速開關(guān)與串聯(lián)諧振型電抗器并聯(lián)裝置以及超導(dǎo)型故障電流限制裝置。其中:普通串聯(lián)限流電抗器是一個串聯(lián)在電網(wǎng)中具有固定阻抗參數(shù)的電抗器，具有結(jié)構(gòu)簡單和安全可靠的特點，但是其固定的阻抗參數(shù)具有影響電網(wǎng)的潮流分布和增加無功損耗的缺點。對于采用大容量高速開關(guān)與串聯(lián)諧振型電抗器并聯(lián)裝置的運行方式，在電網(wǎng)正常狀態(tài)下，由電抗器和電容器相串聯(lián)構(gòu)成的電路運行在串聯(lián)諧振狀態(tài)，其總的阻抗為零；當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生短路故障時，高速開關(guān)將電容器短路，將電抗器直接串聯(lián)在電網(wǎng)中達到限制短路電流的作用；該方式具有電路結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單的特點，但是具有在電網(wǎng)正常運行時電抗器的損耗大和開關(guān)動作不能重復(fù)使用的缺點。而對于超導(dǎo)型故障電流限制裝置，由于制造成本高、運行費用高和控制方法復(fù)雜等因素，目前還處于試驗研宄狀態(tài)，無法在現(xiàn)場廣泛使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有交流電網(wǎng)中短路故障電流限制器的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、能夠自動觸發(fā)和快速改變阻抗參數(shù)的大功率限流器。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0007]自觸發(fā)式限流電抗器，包括構(gòu)成磁路的鐵芯、繞制在鐵芯上匝數(shù)相同的兩個繞組線圈以及用于改變磁路結(jié)構(gòu)的磁路調(diào)整機構(gòu)；所述鐵芯包括成目字型結(jié)構(gòu)設(shè)置的三個固定鐵芯和兩個可移動鐵芯，兩個繞組線圈串聯(lián)連接且同向繞制在目字型鐵芯的中間兩根水平鐵芯柱上；所述磁路調(diào)整機構(gòu)通過改變兩個可移動鐵芯與三個固定鐵芯之間的位置關(guān)系來改變鐵芯的磁路結(jié)構(gòu)；當(dāng)電網(wǎng)不需要限制線路負載電流時，兩個繞組線圈處于同一個閉合磁路中，閉合磁路中磁通為零，串入電網(wǎng)的阻抗值為零；當(dāng)電網(wǎng)需要限制線路負載電流時，兩個繞組線圈分別處于兩個不同的閉合磁路中，每個閉合磁路的磁通量最大，串入電網(wǎng)的阻抗值為最大值。
[0008]上述自觸發(fā)式限流電抗器，所述三個固定鐵芯包括第一鐵芯、第二鐵芯和第三鐵芯，第一鐵芯由平行設(shè)置的四根水平鐵芯柱和一根連接四根水平鐵芯柱右端的豎直鐵芯柱構(gòu)成；第三鐵芯為一豎直鐵芯柱，第三鐵芯位于第一鐵芯的左側(cè)，第三鐵芯的底端與最下方水平鐵芯柱的左端部連接；第二鐵芯為一豎直鐵芯柱，第二鐵芯同軸設(shè)置在第三鐵芯正上方，第二鐵芯的中部連接第二水平鐵芯柱的左端部；所述兩個可移動鐵芯包括上可移動鐵芯和下可移動鐵芯，上可移動鐵芯連接或斷開第二鐵芯的頂端與最上方水平鐵芯柱的左端部，下可移動鐵芯設(shè)置在第二鐵芯的底端與第三鐵芯的頂端之間，實現(xiàn)第二鐵芯與第三水平鐵芯柱的斷開與連接以及第三鐵芯與第三水平鐵芯柱的斷開與連接。
[0009]上述自觸發(fā)式限流電抗器，所述磁路調(diào)整機構(gòu)包括電磁鐵、電流互感器以及鉸接在電磁鐵底端的轉(zhuǎn)動銜鐵，電磁鐵上繞制有感應(yīng)繞組，感應(yīng)繞組與電流互感器的二次繞組連接，所述轉(zhuǎn)動銜鐵的另一端和可移動鐵芯之間通過杠桿連接。
[0010]上述自觸發(fā)式限流電抗器，所述磁路調(diào)整機構(gòu)設(shè)置有兩套，第一磁路調(diào)整機構(gòu)中的第一杠桿右端頂接上可移動鐵芯的下端面，第二磁路調(diào)整機構(gòu)中的第二杠桿右端頂接下可移動鐵芯的下端面。
[0011]上述自觸發(fā)式限流電抗器，所述電磁鐵為N型結(jié)構(gòu)，N型電磁鐵的左側(cè)柱長度大于右側(cè)柱長度；所述感應(yīng)線圈繞制在N型電磁鐵的左側(cè)柱上，轉(zhuǎn)動銜鐵的一端鉸接在左側(cè)柱的底端，轉(zhuǎn)動銜鐵的另一端對應(yīng)右側(cè)柱設(shè)置。
[0012]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進步如下。
[0013]本發(fā)明通過利用短路電流產(chǎn)生的電磁力改變鐵芯位置以實現(xiàn)改變磁通路徑和改變繞組阻抗參數(shù)，達到限制短路電流的目的；且控制回路與電網(wǎng)中的線路沒有直接電的聯(lián)系，不會對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波的污染；具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、能夠自動觸發(fā)并可重復(fù)動作的特點，適合電網(wǎng)的重合閘操作。本發(fā)明簡化了電網(wǎng)限流電抗器的結(jié)構(gòu)，降低了制造成本，使設(shè)備運行維護費用降為零，可廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)、高壓和超高壓輸電網(wǎng)中限制短路故障電流，以避免電網(wǎng)發(fā)生短路故障時短路電流水平超標(biāo)的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2為本發(fā)明在電網(wǎng)處于正常運行狀態(tài)時的內(nèi)部接線原理圖；
圖3為本發(fā)明在電網(wǎng)發(fā)生短路故障時的內(nèi)部接線原理圖。
[0015]圖中各標(biāo)號表示為:CTA1.第一電流互感器，CTA2.第二電流互感器，Wl.第一繞組線圈，W2.第二繞組線圈，W3.第一感應(yīng)繞組，W4.第二感應(yīng)繞組，W5.第一電流互感器二次繞組，W6.第二電流互感器二次繞組，Tl.第一鐵芯，T2.第二鐵芯，T3.第三鐵芯，T4.第一電磁鐵，T5.第二電磁鐵，DTl.下可移動鐵芯，DT2.上可移動鐵芯，p1.第一杠桿，p2.第二杠桿，rl.第一轉(zhuǎn)動銜鐵，r2.第二轉(zhuǎn)動銜鐵，δ.間隙。
[0016]圖中虛線為磁路。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0018]本發(fā)明提供了一種自觸發(fā)式限流電抗器，包括鐵芯、兩個繞組線圈以及磁路調(diào)整機構(gòu)；鐵芯包括成目字型結(jié)構(gòu)設(shè)置的三個固定鐵芯和兩個可移動鐵芯，兩個繞組線圈串聯(lián)連接且同向繞制在目字型鐵芯的中間兩根水平鐵芯柱上，當(dāng)繞組線圈通電時，在鐵芯上產(chǎn)生磁路。磁路調(diào)整機構(gòu)通過改變兩個可移動鐵芯與三個固定鐵芯之間的位置關(guān)系來改變鐵芯的磁路結(jié)構(gòu)；當(dāng)電網(wǎng)不需要限制線路負載電流時，兩個繞組線圈處于同一個閉合磁路中，閉合磁路中磁通為零，串入電網(wǎng)的阻抗值為零；當(dāng)電網(wǎng)需要限制線路負載電流時，兩個繞組線圈分別處于兩個不同的閉合磁路中，每個閉合磁路的磁通量最大，串入電網(wǎng)的阻抗值為最大值。
[0019]鐵芯的具體機構(gòu)為:鐵芯包括三個固定鐵芯和兩個可移動鐵芯，三個固定鐵芯和兩個可移動鐵芯成目字型結(jié)構(gòu)設(shè)置。三個固定鐵芯為第一鐵芯Tl、第二鐵芯T2、第三鐵芯T3，兩個可移動鐵芯為上可移動鐵芯DT2和下可移動鐵芯DTl。
[0020]第一鐵芯Tl由四根水平鐵芯柱和一根豎直鐵芯柱構(gòu)成，四根水平鐵芯柱自上而下平行設(shè)置，豎直鐵芯柱連接四根水平鐵芯柱的右端。第三鐵芯T3為一豎直鐵芯柱，第三鐵芯T3位于第一鐵芯Tl的左側(cè)，第三鐵芯T3的底端與最下方水平鐵芯柱的左端部連接。第二鐵芯T2為一豎直鐵芯柱，第二鐵芯T2位于第三鐵芯T3的正上方，第二鐵芯T2的中部連接第二水平鐵芯柱的左端部。
[0021]上可移動鐵芯DT2設(shè)置在目字型鐵芯的左上角，用于連接或斷開第二鐵芯T2的頂端與最上方水平鐵芯柱的左端部。下可移動鐵芯DTl設(shè)置在第二鐵芯T2的底端與第三鐵芯T3的頂端之間，用于實現(xiàn)第二鐵芯T2與第三水平鐵芯柱的斷開與連接以及第三鐵芯T3與第三水平鐵芯柱的斷開與連接。
[0022]兩個繞組線圈包括第一繞組線圈Wl和第二繞組線圈W2，兩個繞組線圈匝數(shù)相同，第一繞組線圈Wl和第二繞組線圈W2分別繞制在目字型鐵芯的中間兩根水平鐵芯柱上；第一繞組線圈Wl和第二繞組線圈W2同向繞制，并串聯(lián)連接，即第一繞組線圈Wl的f端連接第二繞組線圈W2的g端。
[0023]磁路調(diào)整機構(gòu)用于改變鐵芯的磁路結(jié)構(gòu)，包括電磁鐵、感應(yīng)繞組、轉(zhuǎn)動銜鐵、電流互感器和杠桿，感應(yīng)繞組繞制在電磁鐵上，感應(yīng)繞組與電流互感器的二次繞組連接。
[0024]本發(fā)明中共設(shè)置有兩套磁路調(diào)整機構(gòu)，第一磁路調(diào)整機構(gòu)和第二磁路調(diào)整機構(gòu)，第一磁路調(diào)整機構(gòu)用于控制上可移動鐵芯DT2在鐵芯中的位置，第二磁路調(diào)整機構(gòu)用于控制下可移動鐵芯DTl在鐵芯中的位置，以使鐵芯根據(jù)電網(wǎng)補償需求形成不同的磁路結(jié)構(gòu)。
[0025]磁路調(diào)整機構(gòu)中的電磁鐵為N型結(jié)構(gòu)，N型電磁鐵的左側(cè)柱長度大于右側(cè)柱長度；感應(yīng)線圈繞制在N型電磁鐵的左側(cè)柱上，轉(zhuǎn)動銜鐵的一端鉸接在左側(cè)柱的底端，轉(zhuǎn)動銜鐵的另一端對應(yīng)右側(cè)柱設(shè)置。
[0026]第一磁路調(diào)整機構(gòu)包括第一電磁鐵T4、第一感應(yīng)繞組W3、第一轉(zhuǎn)動銜鐵rl、第一電流互感器CTAl和第一杠桿pi。
[0027]第一感應(yīng)繞組W3繞制在N型第一電磁鐵T4的左側(cè)柱上，第一感應(yīng)繞組W3的d5、d6端與第一電流互感器二次繞組W5的dl、d2端連接。第一轉(zhuǎn)動銜鐵r I的左端鉸接在N型第一電磁鐵T4左側(cè)柱的底端，第一轉(zhuǎn)動銜鐵rl的右端對應(yīng)N型第一電磁鐵T4的右側(cè)柱設(shè)置。
[0028]第一杠桿pi的左端設(shè)置在第一轉(zhuǎn)動銜鐵r