CN105098747B - 故障电流限制器 - Google Patents

故障电流限制器 Download PDF

Info

Publication number
CN105098747B
CN105098747B CN201510350117.7A CN201510350117A CN105098747B CN 105098747 B CN105098747 B CN 105098747B CN 201510350117 A CN201510350117 A CN 201510350117A CN 105098747 B CN105098747 B CN 105098747B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
impedance element
fault current
limiting impedance
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510350117.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105098747A (zh
Inventor
房承炫
崔源寯
金敃志
安吉荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LS Industrial Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LS Industrial Systems Co Ltd filed Critical LS Industrial Systems Co Ltd
Publication of CN105098747A publication Critical patent/CN105098747A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105098747B publication Critical patent/CN105098747B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/008—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for protective arrangements according to this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/026—Current limitation using PTC resistors, i.e. resistors with a large positive temperature coefficient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及故障电流限制器(FCL)。更具体地，为了解决作为现有技术的局限性的在保护配合***中保护和设计限流阻抗的问题，所述故障电流限制器可通过检测流至限流阻抗单元的故障电流来测量限流阻抗单元的热容量，并根据测量的热容量来限制流至限流阻抗单元的故障电流，这可以引起防止限流阻抗单元因故障电流而受到损坏，防止由于损坏的限流阻抗单元而导致的事故扩大并能够实现稳定的***和线路保护。

Description

故障电流限制器
技术领域
本说明书涉及故障电流限制器，且更具体地，涉及如下的故障电流限制器：其通过检测流至限流阻抗单元的故障电流并相应地切换故障电流的流动路径，从而能够防止故障电流阻抗单元由于故障电流而损坏。
背景技术
通常，故障电流限制器(FCL)自身不具有阻断能力。因此，FCL允许有限的故障电流流动，直至安装在***中的断路器阻断该故障电流。在典型的保护配合中，如图1所示，对于故障F2，应当由第二断路器CB2阻断故障电流。当CB2由于出现问题而失灵时，第一断路器CB1作为备用保护而操作。并且，对于故障F1，由CB1阻断故障电流。因此，甚至考虑了由于CB2失灵而引起通过CB1的备用保护所花费的阻断时间来设计和制造常规FCL阻抗的热容量。在图1所示的***中，由于CB2失灵而实行CB1的备用保护，因此正常的保护配合***应当运行。然而，当即使作为备用保护进行操作的CB1由于其失灵而未能阻断故障电流时，超过基准值的电流流至基于常规的正常保护配合***而设计的FCL的阻抗。因此，FCL的阻抗的热容量增大到超过设计值。这很可能会导致对FCL的损坏并甚至导致***出现问题。
发明内容
因此，详细说明的方案是提供故障电流限制器，其能够以检测流至限流阻抗单元的故障电流、测量其限流阻抗单元的热容量并相应地限制流至限流阻抗单元的故障电流的方式来克服保护配合***中的保护和设计限流阻抗的问题，这些问题正是现有技术中的局限性。
为了实现这些和其他优点并根据本说明书的目的，正如在此具体实施和宽泛描述的，提供了故障电流限制器(FCL)，其包括：第一切换单元，其被配置为阻断所施加的故障电流并且切换故障电流的流动路径；限流阻抗单元，其被配置为限制故障电流；第二切换单元，其被配置为切换连接到限流阻抗单元的故障电流的流动路径以使得流向限流阻抗单元的故障电流可受到限制；以及控制器，其被配置为检测故障电流，将检测结果与预设基准值进行比较，并根据比较结果控制第二切换单元。
在本文公开的一个示例性实施例中，故障电流可以是接地故障电流、短路电流和过载电流中的其中一个。
在本文公开的一个示例性实施例中，当施加故障电流时，第一切换单元可以允许故障电流流至限流阻抗单元。
在本文公开的一个示例性实施例中，第一切换单元可包括：超导体，其被配置为以其电阻值通过故障电流而增大的方式阻断故障电流的流动；和触点切换部，其被配置为切换流向限流阻抗单元的故障电流的流动路径。
在本文公开的一个示例性实施例中，限流阻抗单元可以包括至少一个限流阻抗元件。
在本文公开的一个示例性实施例中，第二切换单元可以包括并联连接至限流阻抗单元的电流流动部，以及串联连接至限流阻抗单元的辅助阻抗部。
在本文公开的一个示例性实施例中，电流流动部可以是故障电流为进行流动被旁路至的流动路径。电流流动部可被配置为在正常情况下断开并且在操作过程中闭合的开关元件。
在本文公开的一个示例性实施例中，辅助阻抗部可以包括：至少一个辅助限流阻抗元件；和转换开关部，其被配置为切换限流阻抗单元与至少一个辅助限流阻抗元件中的每个之间的连接。
在本文公开的一个示例性实施例中，预设基准值可以是根据限流阻抗单元的最大额定容量而设定的基准值。
在本文公开的一个示例性实施例中，控制器可以包括CT，其被配置为检测故障电流，以便于测量故障电流的大小和持续时间以及限流阻抗单元的热容量。
在本文公开的一个示例性实施例中，当测量结果超过预设基准值时，控制器可以控制第二切换单元来限制流至限流阻抗单元的故障电流。
在本文公开的一个示例性实施例中，控制器可根据检测结果超过预设基准值的程度来控制第二切换单元的操作。
本文公开的故障电流限制器(FCL)可以通过检测流至限流阻抗单元的故障电流、测量限流阻抗单元的热容量和根据热容量限制流至限流阻抗单元的故障电流，来防止限流阻抗单元由于故障电流而受到损坏。
在本文公开的FCL中，通过限制流至限流阻抗单元的故障电流的方式来防止限流阻抗单元因故障电流而受到损坏，可致使防止因损坏的限流阻抗单元而引起的事故扩大。
在本文公开的FCL中，通过防止限流阻抗单元因故障电流而受到损坏的方式来防止因损坏的限流阻抗单元而导致的事故扩大，可致使实现***和线路保护的稳定。
在本文公开的FCL中，通过防止限流阻抗单元因故障电流而受到损坏的方式来防止因损坏的限流阻抗单元而导致的事故扩大，可致使利于与其他设备的保护配合。
本文公开的FCL依靠检测流至限流阻抗单元的故障电流，测量限流阻抗单元的热容量并根据热容量限制流至限流阻抗单元的故障电流的配置，可以允许根据容量进行其应用。
本文公开的FCL依靠根据容量的允许应用，可具有延长的寿命。
依靠本文公开的FCL允许根据容量来应用，可以很容易地设计出具有适当容量的FCL。
通过下面给出的详细描述，本申请进一步的适用范围将变得更加显而易见。然而，应该理解的是，由于在本公开的精神和范围内的各种变化和修改通过详细描述对本领域的技术人员来说将变得显而易见，所以仅仅通过说明的方式给出详细描述和具体示例，同时指出了本发明的优选实施例。
附图说明
所包括的附图提供了对本公开的进一步理解，其包含在本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
在附图中：
图1是示出了现有技术的故障电流限制器进行操作的***的状态的单线路图；
图2是示出了本文公开的故障电流限制器的配置的框图；
图3是示出了本文公开的故障电流限制器的配置的另一框图；
图4是示出了根据本文公开的故障电流限制器的实施例的配置的电路图；
图5是示出了根据本文公开的故障电流限制器的实施例的配置的另一电路图；
图6是示出了根据本文公开的故障电流限制器的实施例的控制设定的示例图；以及
图7是示出了操作本文公开的故障电流限制器的顺序步骤的流程图。
具体实施方式
本文公开的发明可应用于，但不限于，限制在电路或者线路上流动的故障电流的故障电流限制器(FCL)。本文公开的技术还可以应用于本发明的技术构思能适用于的任何类型的保护设备，诸如常规的开关、继电器、电涌吸收器、电子接触器和断路器，并且可应用于包括在保护设备中的限流器电路。具体地，FCL通过应用于要求与***和周边保护设备进行保护配合的用于保护电路的监控设备和保护设备，可以得到有用的实践。
应当注意的是，本文使用的技术术语仅仅是用于描述具体的实施例，而不是用来限制本发明。而且，除非另有特别规定，否则本文使用的技术术语应当被解释为由本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思，而不应当被解释得太宽或者太窄。而且，如果本文使用的技术术语是不能够正确表达本发明精神的错误术语，那么它们应当由本领域技术人员正确理解的技术术语所替换。此外，本发明中使用的一般术语应当基于字典的定义或者上下文来解释，而不应当被解释得太宽或者太窄。
顺便提及，除非另外明确地使用，否则单数的表达包括复数意义。在本申请中，术语“包含”和“包括”不应当被解释为必须包括本文公开的所有的元件或步骤，而应当被解释为不包括其中的一些元件或步骤，或者应当被解释为进一步包括另外的元件或步骤。
下文中，将参考附图详细地描述本发明的优选实施例，不管在图中的数量有多少，相同或者相似的元件被指定相同的附图标记，且将省略对它们的冗余描述。
此外，在描述本发明时，当判断对与本发明有关的公知技术的具体描述使得本发明的主旨难以理解时，将省略详细说明。另外，应当注意的是，附图仅仅是举例说明以便容易地解释本发明的精神，因此，它们不应当被解释为通过附图来限制本发明的精神。
下文中，将参考图2至图7给出对本文公开的故障电流限制器(FCL)的描述。
图2是示出了本文公开的故障电流限制器的配置的框图。
图3是示出了本文公开的故障电流限制器的配置的另一框图。
图4是示出了根据本文公开的故障电流限制器的实施例的配置的电路图。
图5是示出了根据本文公开的故障电流限制器的实施例的配置的另一电路图。
图6是示出了根据本文公开的故障电流限制器的实施例的控制设定的示例图。
图7是示出了操作本文公开的故障电流限制器的顺序步骤的流程图。
如图2所示，故障电流限制器(FCL)500包括：第一切换单元100，其阻断所施加的故障电流并切换故障电流的流动路径；限制故障电流的限流阻抗单元200；第二切换单元300，其切换连接到限流阻抗单元200的故障电流的流动路径以限制流向限流阻抗单元200的故障电流；和控制器400，其检测故障电流，将检测结果与预设基准值进行比较，并根据比较结果控制第二切换单元300。
FCL 500指的是限制由于诸如发生在***和线路上的故障(事故)的异常情况而产生的故障电流的保护设备。
FCL 500可以是实行限制故障电流的大小(量、强度等)和流动持续时间的功能的保护设备。
FCL 500可通过与其他保护设备(诸如切断线路的断路器、开关、继电器等)进行保护配合来保护线路免于故障电流的损坏。
例如，FCL 500可以安装在实行主要保护功能的断路器A和实行次保护功能的断路器B之间。FCL 500可以在实行主要保护功能的断路器A操作之后且直到实行次保护功能的断路器B操作之前，限制故障电流，由此使防止事故扩大的保护配合成为可能。
故障电流可以是由于诸如发生在***和线路上的故障的异常状态而产生的电流。
也就是，当故障电流具有超过额定值的大小(强度)时，很可能会导致连接至***和线路的设施、负载等的故障。
故障电流可以是***和线路上产生的接地故障电流、短路电流和过载电流中的其中一个。
下文中，将参考图3至图5给出根据第一切换单元100的实施例的配置和操作的描述。
如图3所示，FCL 500的电路可通过分成两个部分来配置。
FCL 500的电路配置可被分成两个部分，也就是，包括连接至FCL 500的输入端的第一切换单元100的一部分，以及包括连接至第一切换单元100的限流阻抗单元200、第二切换单元300和控制器400的另一部分。
作为FCL 500的两个电路部分的其中一个，当施加故障电流时，第一切换单元100可以允许故障电流流至限流阻抗单元200。
如图4所示，第一切换单元100可以包括其电阻值通过故障电流而增加从而阻断故障电流流动的超导体110，和切换故障电流的流动路径使得故障电流可以流向限流阻抗单元200的触点切换部120。
超导体110可以是在正常操作状态期间保持允许电流流动的电阻值并且当施加故障电流时使电阻值增加的可变电阻器。
例如，超导体110可以保持10[Ω]的电阻值使得电流可以流动。然而，当施加故障电流时，超导体110可以识别出故障电流并使电阻值增加到10[KΩ]使得电流难以流动。
也就是，当施加故障电流时，超导体110的电阻值可增加，并且相应地故障电流可以通过增加后的电阻值被阻断，使其不会沿着现有的流动路径流动。
触点切换部120可以实行切换故障电流的流动路径的功能，故障电流由于超导体110增加后的电阻值而被旁路。
触点切换部120可以包括至少一个开关元件121和123。
触点切换部120可以另外包括能够实现至少一个开关元件121和123的操作的继电保护元件122。
至少一个开关元件可被配置为触点部a 121或者触点部b 123的一个触点开关元件。
触点部a 121指的是在正常情况下闭合而在操作过程中断开的触点部。
触点部b 123指的是在正常情况下断开而在操作过程中闭合的触点部。
当电流流动时，继电保护元件122可进行继电器控制，以便于能够实现触点部a121和触点部b 123的操作。
触点切换部120可被配置为使得继电保护元件122和触点部b 123并联连接，且并联连接的继电保护元件122和触点部b 123串联连接至触点部a121。
也就是，继电保护元件122的一端可以连接到触点部b 123的一端，而继电保护元件122的另一端可以连接到触点部b 123的另一端。这里，继电保护元件122的另一端和触点部b 123的另一端均可以连接到触点部a 121的一端。
当继电保护元件122响应施加到其的电流而进行继电器控制时，触点部a 121和触点部b 123可以进行操作以使得触点部a 121能够断开而触点部b123能够闭合。
下文中，将参考图4描述第一切换单元100的电路配置和操作的示例。
超导体110的一端可以连接到FCL 500的输入端，使得施加到FCL 500的电流可以流至超导体110。
超导体110的另一端可以连接到包括在触点切换部120中的触点部a 121的一端，使得流至超导体110的电流可以流经处于闭合状态的触点部a 121。
超导体110还可以并联连接至包括在触点切换部120中的继电保护元件122以及触点部b 123，使得绕过超导体110的电流可以流至继电保护元件122和触点部b 123中的其中一个。
也就是，超导体110的一端可以连接到继电保护元件122和触点部b 123中每一个的一端，并且超导体110的另一端可以连接到继电保护元件122和触点部b 123中每一个的另一端。这里，超导体110、继电保护元件122和触点部b 123的另一端均可以连接到触点部a121的一端。
超导体110的初始电阻值可以小于继电保护元件122的电阻值。
也就是，超导体110、继电保护元件122和触点部b 123可以彼此并联连接。这里，由于超导体110的电阻值小于继电保护元件122和触点部b 123的电阻值，所以施加到FCL 500的电流可以流向超导体110。
当电流施加到FCL 500时，该电流可施加到超导体110、继电保护元件122和触点部b 123之中具有最小电阻值的超导体110，然后流经串联连接至超导体110的触点部a 121。
当故障电流施加到FCL 500时，超导体110的电阻值可以通过故障电流而增大。超导体110的增大后的电阻值可以使故障电流旁路从而流向继电保护元件122。响应于故障电流的流动，继电保护元件122可以进行继电器控制以操作处于闭合状态的触点部a 121和处于断开状态的触点部b 123。因此，触点部a 121可断开而触点部b 123可闭合，由此切换了故障电流的流动路径。
在故障电流的流动被阻断且故障电流的流动路径被第一切换单元100切换时，故障电流可以绕过第一切换单元100因此流向限流阻抗单元200。
下文中，将参考图5给出对根据本文公开的实施例的限流阻抗单元200、第二切换单元300和控制器400的配置和操作的描述。
作为FCL 500的电路配置的一部分，当故障电流通过绕过第一切换单元100而流动时，限流阻抗单元200可以限制故障电流的大小和流动持续时间。
限流阻抗单元200可以包括至少一个限流阻抗元件。
也就是，限流阻抗单元200可以包括多个限流阻抗元件。
限流阻抗元件可以被配置为具有电阻的电阻器。
限流阻抗元件可以是具有高电阻的电阻器，以便限制故障电流的大小和持续时间。
作为FCL 500的电路配置的一部分，当故障电流的大小和持续时间大于限流阻抗单元200的额定值时，第二切换单元300可以切换向限流阻抗单元200施加的故障电流的流动路径，由此限制向限流阻抗单元200施加的故障电流。
也就是，第二切换单元300可以切换流向限流阻抗单元200的故障电流的流动路径，由此实行保护限流阻抗单元200免于故障电流损坏的功能。
第二切换单元300可以包括并联连接至限流阻抗单元200的电流流动部310，以及串联连接至限流阻抗单元200的辅助阻抗部320。
电流流动部310可以是使故障电流旁路以便于沿其流动的流动路径。电流流动部310可以被配置为正常情况下断开而在操作过程中闭合的开关元件。
电流流动部310可以是施加到限流阻抗单元200的故障电流绕过限流阻抗单元200进行流动的流动路径。
当施加到限流阻抗单元200的故障电流大于限流阻抗单元200的额定值时，电流流动部310可闭合，使得施加到限流阻抗单元200的故障电流可以流向电流流动部310。
也就是，当施加到限流阻抗单元200的故障电流大于限流阻抗单元200的额定值时，电流流动部310可闭合以使得施加到限流阻抗单元200的故障电流可以流向电流流动部310。因此，电流流动部310可用作限流阻抗单元200的替代流动路径。
辅助阻抗部320可以包括至少一个辅助限流阻抗元件321，以及切换限流阻抗单元200和至少一个辅助限流阻抗元件321中的每个之间的连接的转换开关部322。
至少一个辅助限流阻抗元件321可以作为一个节点连接到无任何元件的至少一个流动路径。
至少一个辅助限流阻抗元件321是限流阻抗单元200的辅助元件，并可以被配置为限制故障电流的大小和持续时间。
也就是，至少一个辅助限流阻抗元件321可以串联连接至限流阻抗单元200，以便与限流阻抗单元200一起限制故障电流的大小和持续时间。
也就是，至少一个辅助限流阻抗元件321可以以使其电阻值加到限流阻抗单元200的电阻值上的方式来实行对限制故障电流的限流阻抗单元200的限制能力(电阻值)进行补充的功能。
至少一个辅助限流阻抗元件321可以被配置为与包括在限流阻抗单元200中的限流阻抗元件相同的元件。
至少一个辅助限流阻抗元件321可以是具有电阻的电阻器。
至少一个辅助限流阻抗元件321可以被配置为具有高电阻的电阻器，以便限制故障电流的大小和持续时间。
转换开关部322可以切换限流阻抗单元200和至少一个辅助限流阻抗元件321之间的连接。
转换开关部322可以包括至少两个转换开关。
转换开关部322可以允许限流阻抗单元200串联连接到没有任何元件的至少一个流动路径和至少一个辅助限流阻抗元件321中的其中一个。
现在将参考图5描述示出了限流阻抗单元200和第二切换单元300的电路配置和操作的示例。
限流阻抗单元200的一端可以作为一个节点连接到FCL 500的输入端以及超导体110、继电保护元件122和触点部b 123中每个的一端，使得绕过超导体110、继电保护元件122和触点部b 123的故障电流可以流向限流阻抗单元200。
限流阻抗单元200的一端还可以连接到包括在第二切换单元300中的电流流动部310的一端，使得流向限流阻抗单元200的故障电流可以被朝向电流流动部310旁路并且流向电流流动部310。
限流阻抗单元200的另一端可以连接到包括在第二切换单元300中的转换开关部322的一端。因此，借助于转换开关部322的切换，限流阻抗单元200的另一端可以连接到没有任何元件的至少一个流动路径的一端以及至少一个辅助限流阻抗元件321的一端中的其中一个。
没有任何元件的至少一个流动路径的另一端和至少一个辅助限流阻抗元件321的另一端可以作为一个节点连接到电流流动部310的另一端，以便于连接到第一切换单元100或者FCL 500的输出端的流动路径。
当由于故障电流的流动路径被切换而引起故障电流流至限流阻抗单元200时，故障电流受到具有高电阻值的限流阻抗单元200的限制。这里，当故障电流大于限流阻抗单元200的额定值时，包括在第二切换单元300中的电流流动部310被闭合以使得流至限流阻抗单元200的故障电流可以被旁路从而流至电流流动部310，或者限流阻抗单元200和辅助限流阻抗元件321可以通过包括在第二切换单元300中的辅助阻抗部320的转换开关部322而串联连接，因此，限流阻抗单元200的电阻值和辅助限流阻抗元件321的电阻值可以彼此相加以便于限制故障电流。
连接到限流阻抗单元200的故障电流的流动路径从而能够通过第二切换单元300被转换，从而能够限制故障电流并保护限流阻抗单元200免于故障电流的损坏。
控制器400可被包括在限流阻抗单元200的前面。
控制器400可以定位在超导体100、继电保护元件122和触点部b 123以及限流阻抗单元200之间，以检测流至限流阻抗单元200的故障电流。
控制器400可以检测流至限流阻抗单元200的故障电流，并将检测到的故障电流和预设基准值进行比较。
预设基准值可以是基于限流阻抗单元200的最大额定容量而设定的基准值。
也就是，为了防止限流阻抗单元200因故障电流而受到损坏，控制器400可以检测故障电流并将检测到的故障电流和基准值进行比较，该基准值基于限流阻抗单元200的额定值而设定，从而根据比较结果控制第二切换单元300，由此保护限流阻抗单元200免于故障电流的损坏。
控制器400可以包括用于检测故障电流的CT 410，从而测量故障电流的大小和持续时间以及限流阻抗单元200的热容量。
CT 410可以指的是检测在流动路径上流动的电流的装置。
CT 410可以定位在超导体100、继电保护元件122和触点部b 123以及限流阻抗单元200之间，以便于检测流至限流阻抗单元200的故障电流。
限流阻抗单元200的热容量可以指的是限流阻抗单元200因故障电流而消耗的电量。
热容量可通过如下的[等式1]来测量。
[等式1]
W＝I2Rt[KWh]
其中W表示限流阻抗单元200的热容量，I表示流至限流阻抗单元200的故障电流的大小，R表示限流阻抗单元200的电阻值，以及t表示流至限流阻抗单元200的故障电流的持续时间。
在例如流至限流阻抗单元200的用于测量热容量的故障电流的大小是10[A]，限流阻抗单元200的电阻值是100[KΩ]，且流至限流阻抗单元200的故障电流的持续时间是2[s]的情况下，热容量可以是20000[KWh]或20[MWh]。
当测量的结果超过预设基准值时，控制器400可以控制第二切换单元300来限制流至限流阻抗单元200的故障电流。
例如，当测量结果是20000[KWh]且作为限流阻抗单元200的额定值的预设基准值是15000[KWh]时，测量结果会超过预设基准值。因此，控制器400可以控制第二切换单元300来限制流至限流阻抗单元200的故障电流。
当测量结果超过预设基准值时，控制器400可以控制包括在第二切换单元300中的电流流动部310和辅助阻抗部320中的其中一个，以限制流至限流阻抗单元200的故障电流。
当控制包括在第二切换单元300中的电流流动部310和辅助阻抗部320中的其中一个时，控制器400可以根据电流流动部310和辅助阻抗部320的优先级来实行控制。
也就是，控制器400可以优先控制电流流动部310闭合，使得流至限流阻抗单元200的故障电流可以被朝向电流流动部310旁路。然后，当电流流动部310失灵或者难以快速闭合电流流动部310时，控制器400可以控制辅助阻抗部320来限制流至限流阻抗单元200的故障电流。
控制器400可以根据测量结果超过预设基准值的程度来控制第二切换单元300的操作。
例如，测量结果超过预设基准值的程度可以分成几个级别。相应地，根据比较结果对应的级别，可以控制第二切换单元300的操作时间或者可以控制电流流动部310和辅助阻抗部320中的其中一个。
将参考图6进一步来描述具体的示例。第二切换单元300的操作时间可被设定为根据测量结果超过预设基准值的程度而减少。相应地，控制器400可以根据与比较结果对应的级别来控制减少第二切换单元300的操作时间。
在图6所示的例子中，当测量结果是20[KWh]并且预设基准值是10[KWh]时，测量结果超过预设基准值10[KWh]。相应地，控制器400可以控制第二切换单元300的操作时间减少与超过程度相对应的0.01[s]。或者，当测量结果是50[KWh]并且预设基准值是20[KWh]时，测量结果超过预设基准值30[KWh]。相应地，控制器400可以控制第二切换单元300的操作时间减少与超过程度相对应的0.03[s]。
作为另一个示例，可根据测量结果超过预设基准值的程度来控制电流流动部310和辅助阻抗部320中的其中一个。因此，控制器400可以根据比较结果对应的级别来控制电流流动部310和辅助阻抗部320中的其中一个。当测量结果超过预设基准值的程度低时，控制器400可以控制辅助阻抗部320操作来限制故障电流。另一方面，当测量结果超过预设基准值的程度高时，控制器400可以控制电流流动部310操作以便用于旁路故障电流。
在图7中示出了FCL的上述操作顺序。
如图7所示，操作FCL 500的顺序步骤可以包括：施加故障电流(S10)；操作第一切换单元(S20)；允许故障电流流至限流阻抗单元(S30)；测量故障电流的大小和持续时间以及限流阻抗单元的热容量(S40)；比较测量结果和预设基准值(S50)；根据比较结果控制第二切换单元(S60)；以及限制流至限流阻抗单元的故障电流(S70)。
在施加故障电流的步骤S10中，由于发生在***和线路上的故障而产生的故障电流可以被施加给FCL。
在操作第一切换单元的步骤S20中，第一切换单元可以进行操作使得在施加故障电流的步骤S10中施加的故障电流能够被旁路到限流阻抗单元以进行流动。
在允许故障电流流至限流阻抗单元的步骤S30中，在操作第一切换单元的步骤S20中通过第一切换单元的操作已被旁路的故障电流，能够流至限流阻抗单元。
在允许故障电流流至限流阻抗单元的步骤S30中，故障电流的大小和持续时间可由包括在限流阻抗单元中的限流阻抗元件来限制。
在测量故障电流的大小和持续时间以及限流阻抗单元的热容量的步骤S40中，可以检测在允许故障电流流至限流阻抗单元的步骤S30中已经流动的故障电流的大小和持续时间，从而根据基于检测结果的故障电流来测量限流阻抗单元的热容量。
在比较测量结果和预设基准值的步骤S50中，可以将在测量故障电流的大小和持续时间以及限流阻抗单元的热容量的步骤S40中已测量出的限流阻抗单元的热容量与预设基准值进行比较。
在比较测量结果和预设基准值的步骤S50中，预设基准值可以是根据限流阻抗单元的最大额定容量而设定的基准值，且限流阻抗单元的热容量可以是限流阻抗单元由于故障电流而消耗的电量。
在根据比较结果控制第二切换单元的步骤S60中，根据在比较测量结果和预设基准值的步骤S50中的测量结果和预设基准值之间的比较结果，当测量结果超过预设基准值时，可以控制第二切换单元来限制流至限流阻抗单元的故障电流。
在根据比较结果控制第二切换单元的步骤S60中，可以控制第二切换单元以使得流至限流阻抗单元的故障电流可以被旁路以进行流动，或者可以通过增加限流阻抗单元的电阻值来限制流至限流阻抗单元的故障电流。
在限制流至限流阻抗单元的故障电流的步骤S70中，在根据比较结果控制第二切换单元的步骤S60中可以控制第二切换单元，以使得故障电流可以被限制流向限流阻抗单元。这可以引起保护限流阻抗单元免受故障电流的损坏。
本文公开的FCL的实施例可以通过应用于限制在线路上流动的故障电流的FCL来实践。
本文公开的FCL的实施例可应用于开关、继电器、电涌吸收器、电子接触器和断路器。
本文公开的FCL的实施例可应用于任何类型的线路保护设备和包括在保护设备中的限流电路。
本文公开的FCL的实施例可应用于要求与***和周边的保护设备进行保护配合的用于保护线路的监控装置和保护设备。
本文公开的故障电流限制器(FCL)可通过检测流至限流阻抗单元的故障电流、测量限流阻抗单元的热容量以及根据热容量限制流向限流阻抗单元的故障电流，来防止限流阻抗单元因为故障电流而受到损坏。
在本文公开的FCL中，通过限制流至限流阻抗单元的故障电流的方式来防止由于故障电流对限流阻抗单元的损坏，可以引起防止由于损坏的限流阻抗单元而导致的事故扩大。
在本文公开的FCL中，通过防止由于故障电流对限流阻抗单元的损坏的方式来防止由于损坏的限流阻抗单元而导致的事故扩大，可以引起能够实现***和线路保护的稳定。
在本文公开的FCL中，通过防止由于故障电流对限流阻抗单元的损坏的方式来防止由于损坏的限流阻抗单元而导致的事故扩大，可以引起便于与其他设备的保护配合。
本文公开的FCL依靠检测流至限流阻抗单元的故障电流、测量限流阻抗单元的热容量以及根据热容量限制流至限流阻抗单元的故障电流的配置，可以允许其根据容量进行应用。
本文公开的FCL依靠允许根据容量的应用，可以具有延长的寿命。
依靠根据容量来允许本文公开的FCL的应用，可以很容易地设计出具有适当容量的FCL。
由于可以在不偏离其特点的情况下以多种形式来实施本特征，还应当理解的是，除非另外指出，否则上述实施例不受前述说明书的任一细节所限制，而是应当在如所附权利要求限定的范围内被宽泛地解释，因此落在权利要求的边界和界限或者这些边界和界限的等同布局内的全部改变和改进因而旨在被所附的权利要求所包含。

Claims (9)

1.一种用于减弱故障电流的故障电流限制器，所述故障电流限制器的特征在于包括：
第一切换单元，其被配置为阻断所施加的故障电流并切换故障电流的流动路径；
限流阻抗单元，其被配置为限制所述故障电流；
第二切换单元，其被配置为切换连接到所述限流阻抗单元的故障电流的流动路径以使得流向所述限流阻抗单元的故障电流能够受到限制；以及
控制器，其被配置为检测故障电流，将检测结果与预设基准值进行比较，并根据比较结果控制所述第二切换单元，
其中所述第二切换单元包括：
电流流动部，其并联连接至所述限流阻抗单元；以及
辅助阻抗部，其串联连接至所述限流阻抗单元，
其中所述辅助阻抗部包括至少一个辅助限流阻抗元件，并且
其中所述至少一个辅助限流阻抗元件被配置为串联连接至所述限流阻抗单元，以便与所述限流阻抗单元一起限制故障电流的大小和持续时间。
2.根据权利要求1所述的故障电流限制器，其中，所述第一切换单元包括：
超导体，其被配置为以其电阻值通过故障电流而增大的方式来阻断故障电流的流动；和
触点切换部，其被配置为切换朝向所述限流阻抗单元的故障电流的流动路径，
其中当施加故障电流时，故障电流流至所述限流阻抗单元。
3.根据权利要求1所述的故障电流限制器，其中所述至少一个辅助限流阻抗元件被配置为与包括在所述限流阻抗单元中的限流阻抗元件相同的元件。
4.根据权利要求1所述的故障电流限制器，其中所述电流流动部是故障电流为进行流动被旁路至的流动路径，并且
其中所述电流流动部被配置为在正常情况下断开并且在操作过程中闭合的开关元件。
5.根据权利要求1所述的故障电流限制器，其中所述辅助阻抗部进一步包括：
转换开关部，其被配置为切换所述限流阻抗单元和所述至少一个辅助限流阻抗元件的每个之间的连接。
6.根据权利要求1所述的故障电流限制器，其中所述预设基准值是根据所述限流阻抗单元的最大额定容量而设定的基准值。
7.根据权利要求1所述的故障电流限制器，其中所述控制器测量故障电流的大小和持续时间以及所述限流阻抗单元的热容量。
8.根据权利要求1所述的故障电流限制器，其中当检测结果超过所述预设基准值时，所述控制器控制所述第二切换单元来限制流至所述限流阻抗单元的故障电流。
9.根据权利要求8所述的故障电流限制器，其中所述控制器根据所述检测结果超过所述预设基准值的程度来控制所述第二切换单元的操作。
CN201510350117.7A 2014-05-13 2015-05-12 故障电流限制器 Active CN105098747B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140057438A KR101622187B1 (ko) 2014-05-13 2014-05-13 한류기
KR10-2014-0057438 2014-05-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105098747A CN105098747A (zh) 2015-11-25
CN105098747B true CN105098747B (zh) 2018-04-17

Family

ID=53040467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510350117.7A Active CN105098747B (zh) 2014-05-13 2015-05-12 故障电流限制器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9647450B2 (zh)
EP (1) EP2945241B1 (zh)
KR (1) KR101622187B1 (zh)
CN (1) CN105098747B (zh)
ES (1) ES2655078T3 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107346881A (zh) * 2016-05-05 2017-11-14 南京南瑞继保电气有限公司 一种直流***故障电流转移装置
US11196245B2 (en) * 2018-06-27 2021-12-07 Shallco, Inc. DC power system breaker for transportation vehicle
US11855438B2 (en) 2020-05-22 2023-12-26 Green Energy Institute Multi-circuit DC breaking system
KR102450086B1 (ko) * 2020-05-22 2022-10-04 재단법인 녹색에너지연구원 다회로 직류 차단 시스템
FR3126074A1 (fr) * 2021-08-04 2023-02-10 Thales Dispositif et procédé de protection d'équipement électronique

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1221243A (zh) * 1997-12-19 1999-06-30 Abb研究有限公司 过流限制装置
CN101038306A (zh) * 2007-04-24 2007-09-19 华北电力大学 电力变压器铁芯接地电流在线监测及过流限制装置
CN101127440A (zh) * 2006-08-17 2008-02-20 Ls产电株式会社 复合超导故障限流器
CN101505056A (zh) * 2008-02-05 2009-08-12 Ls产电株式会社 峰值电流限制装置
CN101714753A (zh) * 2008-10-01 2010-05-26 日本电产芝浦株式会社 电动机的控制电路
KR20120020988A (ko) * 2010-08-31 2012-03-08 엘에스산전 주식회사 하이브리드 초전도 한류기

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04301776A (ja) 1991-03-29 1992-10-26 Hioki Ee Corp Ｌｃｒ測定装置
JP2000209772A (ja) 1999-01-08 2000-07-28 Shibafu Engineering Kk 電流制限器
US8718733B2 (en) * 2011-06-09 2014-05-06 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Superconducting fault current limiter recovery system
JP2014204460A (ja) * 2013-04-01 2014-10-27 住友電気工業株式会社 限流・潮流制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1221243A (zh) * 1997-12-19 1999-06-30 Abb研究有限公司 过流限制装置
CN101127440A (zh) * 2006-08-17 2008-02-20 Ls产电株式会社 复合超导故障限流器
CN101038306A (zh) * 2007-04-24 2007-09-19 华北电力大学 电力变压器铁芯接地电流在线监测及过流限制装置
CN101505056A (zh) * 2008-02-05 2009-08-12 Ls产电株式会社 峰值电流限制装置
CN101714753A (zh) * 2008-10-01 2010-05-26 日本电产芝浦株式会社 电动机的控制电路
KR20120020988A (ko) * 2010-08-31 2012-03-08 엘에스산전 주식회사 하이브리드 초전도 한류기

Also Published As

Publication number Publication date
ES2655078T3 (es) 2018-02-16
US9647450B2 (en) 2017-05-09
EP2945241B1 (en) 2017-10-18
CN105098747A (zh) 2015-11-25
KR101622187B1 (ko) 2016-05-18
US20150333506A1 (en) 2015-11-19
EP2945241A1 (en) 2015-11-18
KR20150130182A (ko) 2015-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105098747B (zh) 故障电流限制器
KR102381846B1 (ko) 직렬 보상기 및 제어 방법
US9124089B2 (en) Ground monitor accessory connection
EP2862252B1 (en) A power bay protection device and a method for protecting power bays
US20150155794A1 (en) Short Circuit Protection
JP7439139B2 (ja) 光発電システムの保護装置及び保護方法並びに光発電システム
GB2518733A (en) Neutral line breakage detection circuit, method and corresponding residual current circuit breaker
JP6619374B2 (ja) 自動電圧調整器およびその半導体保護方法
CN105206449B (zh) 使输电线路或配电线路的电流断路的装置和方法以及限流布置
EP2834897B1 (en) Backup power system and grounding device for a backup power system
CN104283186A (zh) 一种防止瞬态电气过电压的保护装置
CN106329504A (zh) 电涌保护器的后备保护断路器及其中使用的方法
JP7161669B2 (ja) 保護回路
KR101429078B1 (ko) 서지 보호 소자 모니터링 장치
JP2011010407A (ja) サージ保護回路及びサージ保護方法
JP2020162341A (ja) 分離器内蔵ｓｐｄ
CN204858545U (zh) 用于电涌保护器的后备保护断路器
CN111740385B (zh) 一种用于三相变频电源的方法
KR101395643B1 (ko) 보호 스위치가 구비된 한류기
KR102369644B1 (ko) 무효전력 보상 장치
CN210142902U (zh) 限流电路
KR20170110314A (ko) 사이리스터 보호장치 및 그의 보호방법
KR102597199B1 (ko) 모터 보호 계전기 및 모터 보호 시스템
KR101631637B1 (ko) 한류기
JP2015119609A (ja) 保護継電システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant