廠用變或勵磁變短路保護裝置的製作方法

2023-05-10 20:36:01

專利名稱：廠用變或勵磁變短路保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種廠用變或勵磁變短路保護裝置，它屬於當電路出現偏離正常工作條件的不希望有的變化時能完成自動切換的，專用於發電機廠用變壓器或勵磁變壓器等電氣設備的緊急保護領域，特別是涉及當這些設備發生短路故障時能將其切斷的電路。它包括斷路器和其兩端的連結點。
目前，國內的大型發電機廠的自身用電一般均是將自備的廠用變壓器(以下簡稱廠用變)直接通過一段連結線與發電機和主變相連接，另外，作為發電機勵磁使用的勵磁變壓器(以下簡稱勵磁變)與廠用變接法相同；如果該段連接線或廠用變或勵磁變發生短路故障，由發電機和電網同時提供的短路電流可達幾十萬安培，這對發配電系統的安全運行是個嚴重的威脅。為解決這一問題，有的發電機廠在該段連接線處裝設SN4-10(20)型少油斷路器，但遇上述故障時，因斷路器的遮斷容量不夠，不能及時有效地切斷故障線路，還須由發電機出口斷路器和主變保護斷路器的動作來切除故障，以致使發電機組必須停止運行而造成不必要的損失。若選用更大參數的斷路器，則因價格昂貴(國產的每臺上百萬元，進口的則高達幾十萬美元/臺)、且體積龐大，而使得多數發電機廠無法採用。
本實用新型的目的在於避免上述現有技術中的不足之處而提供一種既可靠、有效，又經濟可行的廠用變或勵磁變短路保護裝置。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到在斷路器與其一端的連結點間置有與氧化鋅電阻相併聯連接的熔斷器。增設熔斷器是因為斷路器對短路故障的遮斷容量不夠，當出現嚴重的短路故障時，熔斷器內的熔絲可迅速熔斷，從而能及時、有效地切斷故障電路，保證發電機與主電網的正常運行，並且大大降低了對斷路器的要求，使採用斷路器時可僅將其參數選定在正常額定電流或一般過載電流上。而在熔斷器兩端並聯連接氧化鋅電阻則是因為電路中有電感的存在，也即是有一定的磁場能量，熔絲熔斷時要吸收此能量，並且同時還要加上電源(發電機組與主電網)提供的能量，此時熔絲極易被燒成單極弧而無法切斷故障電路；為了既避免熔絲燒成單極弧，又要保證可靠地切斷故障電路，只有加大從多極弧到單極弧的燒成時間，除了改變熔絲的橫截面外，主要是加大熔絲的長度。但是，由於熔絲熔斷時會出現一個較高的電壓，隨著熔絲長度的增加，該電壓也成比例地增加，這很可能使供電系統的絕緣遭到毀壞。有非線性電阻特性的氧化鋅電阻的存在可完全消除毀壞的可能，它可使熔絲的任務減輕，熔絲在逐漸熔化而串燒成多極弧、並逐漸向單極弧轉化的過程中，只要它兩端的電壓達到氧化鋅電阻的閾值(導通)電壓時，氧化鋅電阻值將下降很快。此時氧化鋅電阻將熔絲兩端的能量全部吸收，即使得熔絲即刻熄弧，不會因能量過大而被燒成單極弧，也由於能量的釋放使得熔絲兩端的電壓值降至氧化鋅電阻的閾值之下，而導致其電阻值迅速恢復，從而切斷了短路故障。熔絲的長度和熔絲套管的直徑也可因氧化鋅電阻的存在而均可減小。
本實用新型相比現有技術具有如下優點1、能及時、快速地切斷故障和有效地吸收短路能量，直接扼制了短路電流，大大地減少了短路系統通過的I2t，避免大電流對發電機和變壓器等設備的衝擊；2、結構簡單、體積小，造價低、安全可靠，性能價格比高；3、對斷路器的要求低，且延長了其檢修周期和其它設備的使用壽命；4、避免了發電機組停止運行或主電網斷電所造成的損失。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體結構及工作情況。


圖1是本實用新型的一種基本結構示意圖；圖2為圖1的另一實施例。
圖中1是主變，2是發電機，3是斷路器，4是熔斷器，5是廠用變，6是氧化鋅電阻。
參照圖1、2，斷路器3選用對額定電流或過載電流開路的輕型開關，該開關的一端有連結點A，另一端經由熔斷器4和氧化鋅電阻6相併聯連接所構成的部件與連結點B相電連接。熔斷器4由套在密封管內的起限制開斷數萬安培的短路電流作用的熔絲及其支撐物構成，同時在管內也可填充石英砂；這種結構因其整體性好，故既牢固又對加快熄弧有利。氧化鋅電阻6是由若干氧鋅非線性電阻閥片組成，以適應調整不同電壓等級的保護之需要。使用時，只需將輕型開關一端的連接點A與主變1、發電機2相電連接，另一端的連接點B與廠用變(或勵磁變)5相電連接。當在正常情況下需切斷廠用變5時，因是額定電流，故僅需輕型開關動作即可。當出現短路故障時，因短路電流太大，使得輕型開關對此不能遮斷，這時熔斷器4中的熔絲開始逐段熔化而串燒成多極弧，並逐漸向單極弧轉化，由於氧化鋅電阻6的存在，當熔絲兩端的電壓值達到氧化鋅電阻6的閾值電壓時，就使電阻6導通，熔絲即刻息弧，電阻6也由於其導通後兩端的電壓值小於其閾值而恢復原高阻值，從而切斷了故障電路。此時只需將輕型開關關斷即可放心地對故障點進行修復和更換熔斷器4。之後，再恢復供電，這樣既不會造成發電2停止運行，也不會使主變1的保護斷路器動作而影響主電網的供電。
權利要求1.一種廠用變或勵磁變短路保護裝置，包括斷路器(3)和其兩端的連結點(A，B)，其特徵是在斷路器(3)與其一端的連結點(B)間置有與氧化鋅電阻(6)相併聯連接的熔斷器(4)。
2.根據權利要求1所述的保護裝置，其特徵是熔斷器(4)由密封套管、石英砂填充物、熔絲及其支撐物所構成。
3.根據權利要求1所述的保護裝置，其特徵是氧化鋅電阻(6)是由若干氧化鋅非線性電阻閥片組成。
4.根據權利要求1、2或3所述的保護裝置，其特徵是斷路器(3)為輕型開關。
專利摘要一種廠用變短路保護裝置，在主變1、發電機2與廠用變5之間裝設廠用變短路保護器，其特徵是在廠用變5前串聯連接熔斷器4和輕型開關3，在廠用變5出現短路故障時，由熔斷器4切除短路電流和(或)由輕型開關3切除過載電流，必要時在熔斷器4的兩端並聯連接若干用於承受脈衝高電壓和能量的閥片組6，本實用新型的優點在於有效地提供了一種廠用變短路保護裝置，限制了短路電流，延長了斷路器的檢修周期和設備的使用壽命，具有體積小、造價低，可靠性高等優點，特別是避免了發電機停運所造成的損失。
文檔編號H02H7/04GK2269663SQ9421754
公開日1997年12月3日 申請日期1994年7月25日 優先權日1994年7月25日
發明者王川, 馬國農 申請人:王川