前言

電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí),短路電流一般為額定電流的十幾倍,這給變壓器、發(fā)電機(jī)、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(jì)實(shí)用的真空斷路器的開斷能力均在40KA以下,開斷時(shí)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(fù)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(dá)到負(fù)載真空斷路器的使用極限,負(fù)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(jì)不足等問題,嚴(yán)重威脅著企業(yè)安全運(yùn)行。

面臨越來越嚴(yán)重的短路電流超標(biāo)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(dòng)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(shí)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(shí)由于限流深度不夠,不能有效的保護(hù)發(fā)電機(jī)、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(yùn)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(dòng)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(yùn)行。企業(yè)運(yùn)行費(fèi)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(diǎn)。

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(duì)電力系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行顯得十分 重要,而且對(duì)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(shí),電抗器阻抗最小——; 系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí),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(duì)短路保護(hù)的需求而開發(fā)的一種新型短路 限流保護(hù)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(dá)到了保護(hù)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(diǎn)的精確時(shí)間,分別在每相電流過零之前發(fā)出信號(hào)。

高速開關(guān)在電流接近過零點(diǎn)時(shí)三相分別準(zhǔn)確分閘開斷,短 路電流換流進(jìn)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(tái)發(fā)出動(dòng)作指示信號(hào)。

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(hù)系統(tǒng)內(nèi)變 壓器發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備,同時(shí)提高了短路點(diǎn)負(fù)載真空斷路器使 用壽命,保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

短路故障切除后,測控單元自動(dòng)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(yùn)行。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1、 動(dòng)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(hù)裝置的開斷時(shí)間由四部分組成:監(jiān)控單元采樣、計(jì)算、發(fā)出命令時(shí)間;專用斷路器固有 分閘時(shí)間;燃弧時(shí)間;短路電流換流進(jìn)入深限流電抗器時(shí)間。

一般微機(jī)保護(hù)采樣需一個(gè)周波20毫秒;快速FFT計(jì)算及發(fā)出命令需30毫秒;普通斷路器固有分閘時(shí) 間需50毫秒以上;開斷后的燃弧時(shí)間時(shí)達(dá)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(shí)間的短路電流對(duì)變壓器、母線、開關(guān)和發(fā)電機(jī)等設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定有著的要求。

本裝置中使用高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān),能實(shí)現(xiàn)5毫秒以內(nèi)分閘,10毫秒合閘。同時(shí)測控單元使用高精 度、高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器,不斷對(duì)系統(tǒng)電流進(jìn)行檢測,當(dāng)電流大于設(shè)定值時(shí),通過高速DSP技術(shù)和專用算 法,在2毫秒內(nèi)快速計(jì)算短路電流及電流過零點(diǎn)的精確時(shí)刻,并在過零點(diǎn)之前發(fā)出動(dòng)作信號(hào),驅(qū)動(dòng)開 關(guān)在過零點(diǎn)之前切斷電路,確保燃弧時(shí)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(qiáng)

本裝置中的進(jìn)口開關(guān)為三相獨(dú)立動(dòng)作,利用對(duì)觸頭剛分時(shí)間的合理控制,確保各相動(dòng)作均為臨界 過零開斷,使燃弧時(shí)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(dá)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(yùn)行時(shí),無電流通過。從而無能損耗,無壓降,同時(shí)也不會(huì)產(chǎn) 生漏磁場。只有在短路發(fā)生時(shí)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(dòng)機(jī)構(gòu),比普通斷路器所使用的彈簧操作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部件減少 80%,且使用簡單的直線運(yùn)動(dòng),沒有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),磨損極小,機(jī)械壽命及可靠性大大提高。同 時(shí),本裝置系過零點(diǎn)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(diǎn)電壽命呈級(jí)數(shù)上升,深限流電抗器無短路發(fā)生時(shí),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(qiáng)電磁干擾環(huán)境下,仍能可靠運(yùn)行。同時(shí),電子控制器帶 有實(shí)時(shí)自檢功能,確保其始終可靠運(yùn)行,各功能信息均能通過發(fā)送后臺(tái)報(bào)警監(jiān)控。

6、 動(dòng)作分散度小

由于大幅度的縮短了合閘時(shí)間并配置了直接驅(qū)動(dòng)的高速渦流驅(qū)動(dòng)機(jī)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