一種FSR母線殘壓保持系統的製作方法

2023-10-23 22:31:57

本發明涉及電力系統配電設備限流技術領域，具體涉及一種fsr母線殘壓保持系統。

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。母線電壓從陡降到恢復這段時間就是斷路器開斷短路故障的時間，大約在0.1秒左右，也就是微機綜合保護判斷故障的時間（20ms-30ms），加上斷路器固有動作時間（40ms-80ms），再加上電弧過零時間（16ms左右）。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。企業內使用的電機多為異步電機，而異步電機的旋轉磁場的保持來自於電網的無功支持，某支路短路時母線殘壓很低，其他支路上的異步電機得不到無功支持，且還要向短路點輸出短路電流，異步電機的短路時間常數τ一般在30ms以下，「晃電」時間接近3τ，按指數規律衰減的異步電機的磁場消耗殆盡，在短路故障點切除後電壓恢復的時刻，電網對異步電機重建磁場產生了5-7倍額定電流的衝擊，造成繼電保護誤動作。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（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：

本發明的目的在於提供一種fsr母線殘壓保持系統，有效保證母線在饋線支路短路故障時的不失壓,實現短路故障切除後母保電抗器的零損耗，提高供電的可靠性和安全性，避免了因停電檢修或更換系統中的元器件而帶來經濟損失。

為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案：

一種fsr母線殘壓保持系統，包括爆炸橋fsr、放電保護系統、母線電抗器l及與母線電抗器l串聯的高速渦流開關k1，所述高速渦流開關k1的進線端經隔離刀閘g1與配電櫃的進線端al1相連，電抗器l的出線端經隔離刀閘g2與配電櫃的出線端al2相連，所述爆炸橋fsr並聯於電抗器l的兩端、用於系統短路後快速投入母線電抗器l，所述放電保護系統用於對補償電容器組c短接保護後釋放其電能，所述隔離刀閘g1的進線端經隔離刀閘g3與隔離刀閘g2的出線端相連。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述放電保護系統包括限流阻尼器rl和高速渦流開關k0，所述限流阻尼器rl的進線端經高速渦流開關k0與母線電抗器l的進線端相連，限流阻尼器rl的出線端與母線電抗器l的出線端相連。

所述爆炸橋fsr通過安裝於電器櫃中的快速控制系統控制其快速開斷。

所述高速渦流開關k1為渦流驅動、真空滅弧室滅弧斷路器。

所述高速渦流開關k0為渦流驅動、真空滅弧室滅弧斷路器。

所述高速渦流開關ko、k1通過安裝於電器櫃中的快速控制系統控制其快速開斷。

由上述技術方案可知，本發明通過斷路器控制母保電抗器l投切速度要快，能及時有效切除隔離短路故障，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。具有可靠性高、結構簡單、動作快、節省電纜和變壓器投資及運行損耗等優點。

附圖說明

圖1是本發明的電氣原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

如圖1所示，本實施例的fsr母線殘壓保持系統，包括爆炸橋fsr、放電保護系統、母線電抗器l及與母線電抗器l串聯的高速渦流開關k1，高速渦流開關k1的進線端經隔離刀閘g1與配電櫃的進線端al1相連，電抗器l的出線端經隔離刀閘g2與配電櫃的出線端al2相連，爆炸橋fsr並聯於電抗器l的兩端、用於系統短路後快速投入母線電抗器l，放電保護系統用於對補償電容器組c短接保護後釋放其電能，隔離刀閘g1的進線端經隔離刀閘g3與隔離刀閘g2的出線端相連。該隔離刀閘g1、g2、g3用於不停電檢修或更換系統中的元器件，大大提高供電的可靠性和安全性，同時避免了因停電檢修或更換系統中的元器件而帶來經濟損失。

該爆炸橋fsr通過安裝於電器櫃中的快速控制系統控制其快速開斷，用於母線饋線下任一支路發生短路故障時，爆炸橋fsr能在2ms母線電抗器l快速串聯到迴路中，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，大大降低了短路電流強度，能使支路斷路器快速切除本支路的短路故障。

本實施例的，放電保護系統由限流阻尼器rl和高速渦流開關k0組成，限流阻尼器rl的進線端經高速渦流開關k0與母線電抗器l的進線端相連，限流阻尼器rl的出線端與母線電抗器l的出線端相連。該限流阻尼器rl用於快速釋放母保電抗器l內的電磁能量，使母保電抗器l能快速進行下一次限流保護。該高速渦流開關k0用於短路故障切除後退出母線電抗器l。

高速渦流開關k0、k1為渦流驅動、真空滅弧室滅弧斷路器，該高速渦流開關ko、k1通過安裝於電器櫃中的快速控制系統控制其快速開斷，該快速控制系統由配電櫃的控制器及控制系統構成。

工作原理：

當母線饋線下任一支路發生短路故障時，爆炸橋fsr能在2ms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，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，快速控制系統立即高速渦流開關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。

本發明所述的fsr母線殘壓保護系統，維持了母線殘壓，保護其它重要負載不受一條支路短路故障的影響，具有支路斷路器全部功能，不僅使該母線主變壓器短路電流衝擊產生的損害大大降低，同時使該變壓器得到很好的保護，對其分支母線以下的斷路器遮斷容量也相應大大降低。

以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。