6~35kV中壓電網任一條支路發生短路,都將導致非故障區域母線電壓的嚴重降低,直到100ms左右故障支路被切除后才能恢復到正常電壓水平。
在持續大約100ms左右的“電壓暫降”(也稱“晃電”或“電壓驟降”)期間,一些交流接觸器低電壓保護無壓釋放導致重要輔機停運并連跳主機,一些變頻設備停止供電導致重要生產設備停運或產生廢品、廢氣,一些氣體放電燈熄滅、音響異常致使會議廳、展覽館等無法正常工作。
斷路器動作速度太慢、繼電保護出口時間過長,是導致“電壓暫降”的根本原因。為了快速隔離故障點,解決快切裝置無法解決內網短路的難題,快速恢復非故障區域的母線電壓,保證重要敏感設備的連續運行,大幅度提高線纜、母線及開閉所斷路器的熱穩定裕度和開斷裕度,我公司專門研制出SHK-ZRD型母線殘壓保持裝置。
★ SHK-ZRD型母線殘壓保持裝置的關鍵構成
阻開式母線殘壓保持裝置由快速開關、限流阻抗、微機綜合控制器、電流采集器、后備開關組成。
正常運行時,快速開關合閘,限流阻抗退出;當區內短路故障發生后20ms之內快速開關分閘,限流阻抗投入,將母線殘壓抬升至額定電壓的90%左右。
★ SHK-ZRD型母線殘壓保持裝置的關鍵技術
基于快速渦流斥力技術的快速真空開關:如圖所示,主要由真空滅弧室、絕緣拉桿、分閘線圈、合閘線圈、渦流盤、分閘儲能電容、合閘儲能電容、分合閘放電控制開關和充電電源等主要部件組成,具體動作原理為:
正常工作時,通過充電電源很快完成對分閘儲能電容和合閘儲能電容的充電。需要分閘時分閘放電控制開關導通,分閘儲能電容向分閘線圈放電,產生強度很高的脈沖電流,伴隨脈沖電流的脈沖磁場穿過渦流盤時在渦流盤中感應出渦流,并產生渦流磁場。脈沖磁場對渦流磁場的排斥力推動渦流盤向下運動,同時通過絕緣拉桿帶動動觸頭完成分閘動作。合閘過程相反,合閘線圈的脈沖磁場推動渦流盤向上運動,帶動動觸頭完成合閘。
由于機構大大簡化,運動部分的質量大大減輕,為提高斷路器的動作速度創造了條件。另一方面,采用電容儲能,加大了驅動力,這就大大提高了分、合閘速度。快速真空開關的合閘時間可以做到15ms以內,分閘時間可以控制在5ms以內,開斷能力不小于40kA。
基于快速識別技術的微機綜合控制器:采用快速識別技術開發的微機綜合控制器的快速過流保護,可以在發生短路故障后的2ms左右識別出短路電流的幅值并預測出過零點,在考慮了分閘分散度情況下精確控制快速開關在接近電流過零時刻分閘到位,使得電弧過零點熄滅后觸頭之間的絕緣迅速恢復,保證電弧不再重燃,從而在電流的第一次過零點完成開斷。
★ SHK-ZRD型母線殘壓保持裝置的種類
母線殘壓保持裝置根據不同的功能要求和組成形式可分為三種類型,分別為直開式、阻開式和單阻式。圖為三種型式的一次模型。
裝于開閉所供電回路時,20ms內投限流阻抗,降低短路電流并將非故障區電壓恢復至額定值90%左右;裝于直供負荷回路時,可20ms內切除故障。
下一級開閉所故障支路切除后,微機綜合控制器退限流阻抗;若裝置動作0.3-0.6s后未切除,控制器控制后備開關或常規斷路器切除故障。
★ 型號規格
裝訂場所 | 額定電壓 (kV) | 額定電流 (A) | 類別 | 組柜方案 |
電源進線柜 | 6、10、20、35 | 1250、1600、2000、3150、4000 | 直開式 | KC |
用作母聯柜 | 6、10、20、35 | 1250、1600、2000、3150、4000 | 直開式 | KC |
用作饋線柜 | 6、10、20、35 | 630、1250、1600、2000、3150 | 直開式 | KC |
用作饋線柜 | 6、10、20、35 | 630、1250、1600、2000、3150 | 阻開式 | RC |
用作饋線柜 | 6、10、20、35 | 630、1250、1600、2000、3150 | 單阻式 | RC |
★ 參數詳情
參數類型 | 參數名稱 | 數值范圍 | 單位 |
額定參數 | 額定電壓 | 6、10、20、35 | kV |
額定電流 | 630、1250、1600、2000、2500、3150、4000 | A | |
額定頻率 | 50 | HZ | |
絕緣水平 | 1min 工頻耐受電壓 | 6/30、10/42、20/55、35/95 | kV |
雷電沖擊耐受電壓 | 6/60、10/75、20/125、35/185 | kV | |
開斷能力 | 額定短路開斷電流 | 31.5、40、50、63 | kA |
2s 額定短時耐受電流 | 31.5、40、50、63 | kA | |
額定峰值耐受電流 | 80、100、125、160 | kA | |
機械特性 | 主回路直流電阻 | 100 | |
合閘時間 |
10kV15 35kV20 |
ms | |
分閘時間 | 5 | ms | |
合閘分散度 | 2 | ms | |
分閘分散度 | 0.5 | ms | |
綜合控制器 | 工作電源 | DC/AC 220 | V |
環境溫度 | -30~+60 | ||
輸出繼電器接點容量 | 5 | A | |
通訊接口 | RS485/MODBUS通訊規約 | ||
電磁兼容 | GB/T14598.9~10、13~14 |
備注:35kV額定電流在3150A以下,開斷在40kA以下。