基於大容量高速開關FSR的自保護母線殘壓保持裝置的製作方法

2023-05-12 11:17:11 1

本實用新型涉及電力系統母線殘壓保持技術領域，尤其是一種基於大容量高速開關FSR的自保護母線殘壓保持裝置。

背景技術：

隨著經濟的發展，企業用電負荷的急劇增長，電網中母線所帶支路越來越多，當母線下某一條支路發生短路，與該支路相連的母線電壓陡降嚴重，母線殘餘的電壓一般低於額定電壓的20%，只有當該支路斷路器開斷，切除了短路故障，母線電壓才能恢復。母線電壓出現凹陷這段時間，企業供電系統稱之為「晃電」。在「晃電」發生期間，母線殘壓很低，使一些未發生短路故障的負載運行中斷，如變頻器、電動機、繼電器、電磁閥等。這些對「晃電」反應明顯的負載稱之為敏感負載，其特點是有機械運動以及有電能或磁能儲能元件的存在。通常母線殘壓在50%以下時，敏感負載可容忍的「晃電」時間不大於30ms。

當區外網發生短路故障，可以將區內網整體的全部負載或部分重要負載切換到另一個區外網，但區內網中某支路發生短路就不能整體切換了，只能部分切換。若區內網中重要的敏感負載已人為集中到少數支路或其支路數本就不多，部分切換是可以解決區內網短路造成重要負載停運的問題，必要條件是要有可以切換的合適區外網。如果區內網中重要的敏感負載支路很多，部分切換的成本就太大，如果連可切換的區外網條件都不具備，那麼要解決區內網晃電問題，採用母線殘壓保持裝置是可取的方案。

目前市場使用的母線殘壓保持裝置都是通過高速開關控制母保電抗器的投入，正常運行時，高速開關短接母保電抗器，當支路發生短路故障時，高速開關分閘，把母保電抗器串接到線路中，從短路故障發生到高速開關分閘需要18ms，短路故障有可能擴大到母線側，將造成更大範圍的電力系統短路。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種結構簡單、安全可靠，動作快，能及時切除隔離短路故障，防止短路故障範圍的進一步擴大，有效保證母線在饋線支路短路故障時不失壓的基於大容量高速開關FSR的自保護母線殘壓保持裝置。

為實現上述目的，本實用新型採用了以下技術方案：一種基於大容量高速開關FSR的自保護母線殘壓保持裝置，包括母保電抗器L、用於系統短路後快速投入母保電抗器L的大容量高速開關FSR、用於短路故障切除後退出母保電抗器L的第一高速渦流開關K0、用於限制母保電抗器L的放電衝擊電流的放電阻尼器RL、用於防止母保電抗器L因長時間投入而發生損壞的高能型熔絲FU以及第二高速渦流開關K1；所述高能型熔絲FU與母保電抗器L串聯，二者串聯後分別與串聯後的第一高速渦流開關K0和放電阻尼器RL、大容量高速開關FSR並聯，第二高速渦流開關K1的一端接裝置的進線端，另一端接高能型熔絲FU的進線端。

所述放電阻尼器RL由電感L和電阻R並聯組成，所述放電阻尼器RL的一端與第一高速渦流開關K0的出線端相連，另一端與母保電抗器L的出線端相連。

所述第一高速渦流開關K0、第二高速渦流開關K1均為真空滅弧室滅弧斷路器。

所述母保電抗器L、大容量高速開關FSR、第一高速渦流開關K0、放電阻尼器RL、高能型熔絲FU以及第二高速渦流開關K1均安裝在配電櫃內。

所述大容量高速開關FSR、第一高速渦流開關K0、第二高速渦流開關K1均通過安裝在配電櫃中的控制器控制其開斷。

由上述技術方案可知，本實用新型具有結構簡單、安全可靠、動作快、動作無延時等優點，能在0.15ms投入母保電抗器L，遠比目前市場上通過斷路器控制母保電抗器L的投切速度要快，能及時切除隔離短路故障，防止短路故障範圍的進一步擴大，有效保證母線在饋線支路短路故障時的不失壓,又可以實現短路故障切除後母保電抗器的零損耗。

附圖說明

圖1是本實用新型的電氣原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種基於大容量高速開關FSR的自保護母線殘壓保持裝置，包括母保電抗器L、用於系統短路後快速投入母保電抗器L的大容量高速開關FSR、用於短路故障切除後退出母保電抗器L的第一高速渦流開關K0、用於限制母保電抗器L的放電衝擊電流的放電阻尼器RL、用於防止母保電抗器L因長時間投入而發生損壞的高能型熔絲FU以及第二高速渦流開關K1；所述高能型熔絲FU與母保電抗器L串聯，二者串聯後分別與串聯後的第一高速渦流開關K0和放電阻尼器RL、大容量高速開關FSR並聯，第二高速渦流開關K1的一端接裝置的進線端，另一端接高能型熔絲FU的進線端。所述母保電抗器L的出線端作為裝置的出線端。

所述第二高速渦流開關K1依次通過高能型熔絲FU與母保電抗器L接地。所述大容量高速開關FSR用於在電力系統發生短路故障時，將母保電抗器L快速串聯到迴路中，通過母保電抗器L能有效限制短路電流的強度，大大減小短路電流對電氣設備的衝擊。

如圖1所示，所述放電阻尼器RL由電感L和電阻R並聯組成，所述放電阻尼器RL的一端與第一高速渦流開關K0的出線端相連，另一端與母保電抗器L的出線端相連。放電阻尼器RL用於限制母保電抗器L的放電衝擊電流，防止母保電抗器L由於過流而損壞，使母保電抗器L兩端電壓能夠限制在一個較低的水平，大大提高了母保電抗器L的投入限流的頻率。

如圖1所示，所述第一高速渦流開關K0、第二高速渦流開關K1均為真空滅弧室滅弧斷路器。所述第一高速渦流開關K0的一端與放電阻尼器RL的進線端相連，另一端與母保電抗器L的進線端相連。當電力系統線路中發生短路故障，短路故障切除後，控制器立即控制第一高速渦流開關K0合閘，從而將母保電抗器L短接，實現正常運行母保電抗器L的零損耗。

如圖1所示，所述高能型熔絲FU的一端與母保電抗器L的進線端相連，另一端與第二高速渦流開關K1的出線端相連。高能型熔絲FU用於控制母保電抗器L的投入時間，當母保電抗器L超過有效限流時間時，高能型熔絲FU立即斷開，防止母保電抗器L因長時間投入而發生損壞。

如圖1所示，所述母保電抗器L、大容量高速開關FSR、第一高速渦流開關K0、放電阻尼器RL、高能型熔絲FU以及第二高速渦流開關K1均安裝在配電櫃內。所述大容量高速開關FSR、第一高速渦流開關K0、第二高速渦流開關K1均通過安裝在配電櫃中的控制器控制其開斷。

本實用新型的工作原理如下：當母線饋線下任一支路發生短路故障時，大容量高速開關FSR能在0.15ms母保電抗器L投入時，通過母保電抗器L將該條饋線的短路故障電流限制到該條饋線的額定電流的大小，從而有效防止母線因一條支路出現故障而使整條母線失壓，大大減小短路故障的範圍。當母保電抗器L投入時，故障支路短路電流大大降低，支路斷路器能有效切除該支路的短路故障；當該支路斷路器因出現故障時，不能快速切除本支路的短路故障時，快速控制系統立即控制第二高速渦流開關K1分閘，將整條支路進行隔離，防止短路故障的進一步擴大。當短路故障被本支路斷路器切除後，快速控制系統控制第一高速渦流開關K0立即閉合，將母保電抗器L進行短接，防止母保電抗器L長期投入消耗大量無功損耗和用戶端電壓過低的實際運行問題。