一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法

1.一种零损耗深度限流装置，其特征在于，包括N个快速开关分闸触发模块、N个快速开关合闸触发模块、快速开关模块以及分相控制器，N≥2；分相控制器的第一端口与快速开关模块的第一端口相连接；快速开关分闸触发模块的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块的第二端口、第四端口相连接，第二端口与分相控制器的第二端口相连接；快速开关合闸触发模块的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块的第三端口、第五端口相连接，第二端口与分相控制器的第三端口相连接；分相控制器用于采集输电线路中的电流数值，根据电流数值判断输电线路中是否发生短路故障，获取N个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值，根据电流数值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令，根据使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块中；所述分相控制器包括依次连接的电流传感器、隔离模块、放大模块、AD转换模块以及DSP模块；所述电流传感器用于采集输电线路中的电流，并将所述电流传输至所述隔离模块；所述隔离模块用于过滤电流中的噪音，将过滤后的电流传输至所述放大模块；所述放大模块用于对经过所述过滤后的电流进行放大，将经过放大的电流输出至所述AD转换模块；所述AD转换模块用于对放大后的电流进行模数转换，将所述电流转化为数字量，并将所述数字量的电流数值传输至所述DSP模块；所述DSP模块用于获取所述N个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值，根据所述电流数值判断是否下所述发快速开关的分闸/合闸指令，根据所述使能值判断是否下发所述快速开关的分闸/合闸指令至对应的所述快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块中；快速开关分闸触发模块用于接收分相控制器的快速开关分闸指令，执行快速开关分闸动作，控制快速开关模块进行分闸；所述N个快速开关分闸触发模块的分闸回路为并联结构；所述N个快速开关合闸触发模块的合闸回路为并联结构；所述快速开关分闸触发模块包括分闸储能电容C 1 以及分闸可控硅SCR 1 ，当短路故障发生后，所述分相控制器向所述分闸可控硅SCR 1 发送信号，所述分闸可控硅SCR 1 导通，所述分闸可控硅SCR 1 、所述分闸储能电容C 1 以及所述快速开关模块形成导通回路，所述快速开关模块导通，实现分闸操作；快速开关合闸触发模块用于接收分相控制器的快速开关合闸指令，执行快速开关合闸动作，控制快速开关模块进行合闸；所述快速开关合闸触发模块包括合闸储能电容C2以及合闸可控硅SCR2，当所述快速开关模块进行分闸后，所述分相控制器向所述合闸可控硅SCR2发送信号，所述合闸可控硅SCR2导通，所述合闸可控硅SCR2、所述合闸储能电容C2以及所述快速开关模块形成导通回路，所述快速开关模块导通，实现合闸操作；快速开关模块用于进行分闸/合闸。 2.根据权利要求1所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，快速开关模块包括分闸线圈以及合闸线圈，分闸线圈的两端分别作为快速开关模块的第二端口、第四端口；合闸线圈的两端分别作为快速开关模块的第三端口、第五端口。 3.根据权利要求2所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，快速开关分闸触发模块还包括储能电源Uy 1 、二极管VD 1 、限流电抗L 1 ；所述分闸可控硅SCR 1 的控制极与分相控制器的第二端口相连接，负极分别与所述分闸储能电容C 1 的一端和限流电抗L 1 的一端相连接；限流电抗L 1 的另一端与储能电源Uy 1 的一端相连接，储能电源Uy 1 的另一端与二极管VD 1 的阳极相连接，二极管VD 1 的阴极与所述分闸储能电容C 1 的另一端相连接形成第一交点，第一交点作为快速开关分闸触发模块的第一端口，所述分闸可控硅SCR 1 的阳极作为快速开关分闸触发模块的第三端口。 4.根据权利要求3所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，快速开关合闸触发模块还包括储能电源Uy 2 、二极管VD 2 、限流电抗L 2 ；所述合闸可控硅SCR 2 的控制极与分相控制器的第三端口相连接，负极分别与所述合闸储能电容C 2 的一端和限流电抗L 2 的一端相连接；限流电抗L 2 的另一端与储能电源Uy 2 的一端相连接，储能电源Uy 2 的另一端与二极管VD 2 的阳极相连接，二极管VD 2 的阴极与所述合闸储能电容C 2 的另一端相连接形成第二交点，第二交点作为快速开关合闸触发模块的第一端口，所述合闸可控硅SCR 2 的阳极作为快速开关合闸触发模块的第三端口。 5.根据权利要求1所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，分相控制器还包括开关状态检测模块，开关状态检测模块与DSP模块相连接；开关状态检测模块具体用于检测快速开关模块中分闸线圈以及合闸线圈的开关状态，将开关状态传输至DSP模块中。 6.根据权利要求1所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，DSP模块还包括合闸储能电容电压检测模块以及分闸储能电容电压检测模块；合闸储能电容电压检测模块用于检测快速开关合闸触发模块中的合闸储能电容C 2 的电压值；分闸储能电容电压检测模块用于检测快速开关分闸触发模块中的分闸储能电容C 1 的电压值。 7.根据权利要求6所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，分相控制器还用于设定分闸储能电容C 1 的电压阈值，当检测到的分闸储能电容C 1 的电压大于分闸储能电容C 1 的电压阈值，则使对应的快速开分闸触发模块使能值为1，该快速开分闸触发模块参与分相控制器的开关合闸逻辑；当检测到的分闸储能电容C 1 的电压小于分闸储能电容C 1 的电压阈值，使对应的快速开分闸触发模块使能值为0，则该合闸触发模块不参与分相控制器的开关合闸逻辑。 8.根据权利要求6所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，分相控制器还用于设定合闸储能电容C 2 的电压阈值，当检测到的合闸储能电容C 2 的电压大于合闸储能电容C 2 的电压阈值，则使对应的快速开分闸触发模块使能值为1，该快速开关合闸触发模块参与分相控制器的开关合闸逻辑；当检测到的合闸储能电容C 2 的电压小于合闸储能电容C 2 的电压阈值，使对应的快速开关合闸触发模块使能值为0，则该分闸触发模块不参与分相控制器的开关合闸逻辑。 9.一种输电线路短路故障限流方法，所述方法适用于上述权利要求1~8任一项所述的一种零损耗深度限流装置，预先将零损耗深度限流装置安装在输电线路中，其特征在于，包括以下步骤：S1：设定i=1，n=N，N≥2；S2：分相控制器采集输电线路中的电流数值，对电流数值进行分析，根据分析结果判断是否需要进行快速开关分合闸；S3：若不需要，则结束流程；若需要，则分相控制器判断第i个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值是否为1；若使能值为1，则分相控制器下发快速开关的分闸/合闸指令，触发第i个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块动作，执行分闸/合闸操作，执行步骤S4；若使能值为0，则执行步骤S4；S4：令i=i+1，判断i是否等于N；若是，则重新执行步骤S1，若否，则重新执行步骤S2。