前言

電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,短路電流一般為額定電流的十幾倍,這給變壓器、發(fā)電機、斷路器、輸電線路 等電氣設(shè)備造成很大危害,而目前較為經(jīng)濟實用的真空斷路器的開斷能力均在40KA以下,開斷時間需要幾十毫 秒。隨著各類型用電企業(yè)的發(fā)展壯大,用電負荷大舉攀升,主變壓器容量也相應(yīng)增大,各企業(yè)電網(wǎng)系統(tǒng)面臨短 路電流已經(jīng)接近和達到負載真空斷路器的使用極限,負載側(cè)真空斷路器開斷容量不足、變壓器抗短路電流 沖擊能力設(shè)計不足等問題,嚴重威脅著企業(yè)安全運行。

面臨越來越嚴重的短路電流超標問題,很多企業(yè)采用高阻抗變壓器限制系統(tǒng)短路電流,但變壓器加大阻抗 沒有最終解決限流深度問題,電動力減少甚微,還帶來了有功無功損耗、投資成本上升。

采用普通串聯(lián)限流電抗器也沒有從根本上解決限流深度問題(電抗率均在百分之十幾左右),同時帶來了 有功無功損耗、母線壓降、漏磁場等弊病,系統(tǒng)發(fā)生短路時由于限流深度不夠,不能有效的保護發(fā)電機、變壓 器等主要電氣設(shè)備,在巨大的短路電流沖擊下產(chǎn)生繞組變形而損壞,災(zāi)難性事故發(fā)生。

目前市場上使用的爆炸型大容量高速開斷裝置和電抗器并聯(lián)運行,雖然解決了電抗器有功無功損耗、電壓 降、漏磁場問題,但是當(dāng)發(fā)生短路故障后其一次元器件動作,電抗器投入工作并沒有解決限流深度問題。該類 型裝置需要更換新的備件,方可重新投入運行。企業(yè)運行費用不僅增加,并且增加了安裝柜體的空間及電抗器 裝置之間的母線連接,人為的設(shè)置了故障隱患點。

因而開發(fā)一種能快速、可靠的深度限制短路電流的電抗器,這不僅對電力系統(tǒng)安全、可靠的運行顯得十分 重要,而且對降低電氣設(shè)備使用廠家的設(shè)備成本也有著十分重要的意義。

限流電抗器必須具備:

系統(tǒng)無短路故障發(fā)生時,電抗器阻抗最小——; 系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,電抗器阻抗很大——深度限流; 系統(tǒng)短路故障切除后,立即返回原工作狀態(tài)。

概述

ＢＣ-ZLB系列深度限流裝置是本公司為了滿足電力系統(tǒng)對短路保護的需求而開發(fā)的一種新型短路 限流保護裝置,它可在短路電流的初始階段,快速投入深度限流電抗器即將短路電流限制在可靠的范圍內(nèi),從 而達到了保護發(fā)配電設(shè)備及供電線路的目的。

工作原理

本裝置通過羅氏線圈,監(jiān)視系統(tǒng)電流,當(dāng)短路電流大于設(shè)定 的幅值,高速DCP通過專用算法,快速精確的預(yù)測出三相電流 過零點的精確時間,分別在每相電流過零之前發(fā)出信號。

高速開關(guān)在電流接近過零點時三相分別準確分閘開斷,短 路電流換流進入深限流電抗器中,限制短路電流,短路電流幅 值大大降低。

測控單元向后臺發(fā)出動作指示信號。

本裝置可在7-15毫秒內(nèi)可將短路電流限制在原幅值 50%以下,使系統(tǒng)所受到的短路沖擊大大降低,保護系統(tǒng)內(nèi)變 壓器發(fā)電機等電氣設(shè)備,同時提高了短路點負載真空斷路器使 用壽命,保證了系統(tǒng)的安全運行。

短路故障切除后,測控單元自動檢測母線電壓回升立即給 高速開關(guān)發(fā)出合閘命令,深限流電抗器退出,系統(tǒng)即可恢復(fù)正 常運行。

產(chǎn)品特點

1、 動作速度快

本裝置能在系統(tǒng)發(fā)生短路的7-15毫秒內(nèi)將短路電流開斷,深度限流電抗器將短路電流降至50%以下。

短路保護裝置的開斷時間由四部分組成:監(jiān)控單元采樣、計算、發(fā)出命令時間;專用斷路器固有 分閘時間;燃弧時間;短路電流換流進入深限流電抗器時間。

一般微機保護采樣需一個周波20毫秒;快速FFT計算及發(fā)出命令需30毫秒;普通斷路器固有分閘時 間需50毫秒以上;開斷后的燃弧時間時達十幾毫秒左右,電流才能通過零熄弧。故其需要100毫秒左 右方能切斷短路電流。長時間的短路電流對變壓器、母線、開關(guān)和發(fā)電機等設(shè)備的動、熱穩(wěn)定有著的要求。

本裝置中使用高速渦流驅(qū)動開關(guān),能實現(xiàn)5毫秒以內(nèi)分閘,10毫秒合閘。同時測控單元使用高精 度、高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器,不斷對系統(tǒng)電流進行檢測,當(dāng)電流大于設(shè)定值時,通過高速DSP技術(shù)和專用算 法,在2毫秒內(nèi)快速計算短路電流及電流過零點的精確時刻,并在過零點之前發(fā)出動作信號,驅(qū)動開 關(guān)在過零點之前切斷電路,確保燃弧時間最短,在7-15毫秒內(nèi)將短路電流換入深限流電抗器中。

2、 開斷能力強

本裝置中的進口開關(guān)為三相獨立動作,利用對觸頭剛分時間的合理控制,確保各相動作均為臨界 過零開斷,使燃弧時間最小。大大增加了滅弧室的開斷余量,短路開斷能力可輕松達到80KA。

3、 限流電抗器限流效果好

本裝置中深度限流電抗器由于正常運行時,無電流通過。從而無能損耗,無壓降,同時也不會產(chǎn) 生漏磁場。只有在短路發(fā)生時投入工作,電抗值可根據(jù)系統(tǒng)需要,將短路電流限制在預(yù)期短路電流值 的50%以下,從而在發(fā)生短路的過程中將短路電流大大降低,變壓器免受巨大的短路電流沖擊,系統(tǒng) 內(nèi)斷路器開斷能力也相應(yīng)降低。

4、 使用壽命長

本裝置中開關(guān)使用高速渦流驅(qū)動機構(gòu),比普通斷路器所使用的彈簧操作機構(gòu)運動部件減少 80%,且使用簡單的直線運動,沒有復(fù)雜的傳動機構(gòu),磨損極小,機械壽命及可靠性大大提高。同 時,本裝置系過零點開斷,燃弧期間的燃弧量不到普通斷路器的10%,開斷容量大大提高,觸頭燒灼 小,其觸點電壽命呈級數(shù)上升,深限流電抗器無短路發(fā)生時,處于,不發(fā)熱,無壓降,使用壽 命長。

5、 性能高可靠

本裝置核心部件均為國外生產(chǎn),即使在強電磁干擾環(huán)境下,仍能可靠運行。同時,電子控制器帶 有實時自檢功能,確保其始終可靠運行,各功能信息均能通過發(fā)送后臺報警監(jiān)控。

6、 動作分散度小

由于大幅度的縮短了合閘時間并配置了直接驅(qū)動的高速渦流驅(qū)動機構(gòu),合閘分散度可以控制在 0.1毫秒以內(nèi)。

7、 合閘無反彈

 根據(jù)現(xiàn)場情況,可加裝防觸頭撞擊裝置,確保合閘無反彈。

適用范圍

使用條件