專利名稱：零損耗深度限流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)的短路保護(hù)裝置，具體涉及一種零損耗深度限流裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，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)載真空斷路器的最大使用極限，負(fù)載側(cè)真空斷路器容量不足、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的問題，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(電抗器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，不能有效地保護(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，發(fā)生災(zāi)難性事故。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、漏磁場等問題，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，人為地設(shè)置了故障隱患點(diǎn)。因此開發(fā)出一沖快速、可靠地深度限制短路電流的電抗器，不僅對(duì)電力系統(tǒng)安全可靠地運(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)備成本也具有十分重要的意義。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型提供了一種零損耗深度限流裝置，本實(shí)用新型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地范圍內(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，滿足電力系統(tǒng)對(duì)短路保護(hù)的需求。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種零損耗深度限流裝置，包括監(jiān)視系統(tǒng)電流的羅克線圈，在電流接近過零點(diǎn)時(shí)三相分別準(zhǔn)確分閘開斷的高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān)，采樣、計(jì)算、向后臺(tái)發(fā)出動(dòng)作指示信號(hào)的監(jiān)控單元，限制短路電流的深度限流電抗器；通過所述羅克線圈監(jiān)視系統(tǒng)電流，當(dāng)短路電流大于設(shè)定的幅值，高速DCP快速精確預(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點(diǎn)之前發(fā)出信號(hào)；所述高速渦流驅(qū)動(dòng)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)入所述深度限流電抗器中，限制短路電流；所述測控單元向后臺(tái)發(fā)出動(dòng)作指示信號(hào)，將短路電流限制在原幅值50%以下；短路故障排除后，所述測控單元自動(dòng)檢測母線電壓回升立即給所述高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān)發(fā)出合閘命令，所述深度限流電抗器退出，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。優(yōu)選的，所述深度限流電抗器為干式空心深度限流電抗器。優(yōu)選的，所述零損耗深度限流裝置還包括防觸頭撞擊裝置，確保合閘無反彈。本實(shí)用新型的有益效果如下在系統(tǒng)無短路故障發(fā)生時(shí)，電抗器阻抗最??；在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，電抗器阻抗增大，在系統(tǒng)短路故障排除后，立即返回原工作狀態(tài)。本實(shí)用新型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地范圍內(nèi)，使保護(hù)發(fā)配電設(shè)備及供電線路受到的短路電流沖擊大大降低，從而達(dá)到了保護(hù)發(fā)配電設(shè)備及供電線路的目的，滿足電力系統(tǒng)對(duì)短路保護(hù)的需求。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖1所示的零損耗深度限流裝置，包括監(jiān)視系統(tǒng)電流的羅克線圈2，在電流接近過零點(diǎn)時(shí)三相分別準(zhǔn)確分閘開斷的高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān)3，采樣、計(jì)算、向后臺(tái)發(fā)出動(dòng)作指示信號(hào)的監(jiān)控單元1，限制短路電流的干式空心深度限流電抗器4 ;通過所述羅克線圈監(jiān)視系統(tǒng)電流，當(dāng)短路電流大于設(shè)定的幅值，高速DCP快速精確預(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點(diǎn)之前發(fā)出信號(hào)；所述高速渦流驅(qū)動(dòng)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)入所述深度限流電抗器中，限制短路電流；所述測控單元向后臺(tái)發(fā)出動(dòng)作指示信號(hào)，將短路電流限制在原幅值50%以下；短路故障排除后，所述測控單元自動(dòng)檢測母線電壓回升立即給所述高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān)發(fā)出合閘命令，所述深度限流電抗器退出，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。本實(shí)用新型的工作原理如下本裝置通過羅克線圈監(jiān)視系統(tǒng)電流，當(dāng)短路電流大于設(shè)定的幅值，高速DCP通過固定算法快速精確的預(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點(diǎn)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)，在7 15毫秒內(nèi)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)變壓器和發(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；短路故障排除后，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。本實(shí)用新型的特點(diǎn)如下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。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)和固定算法，在你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、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)，比普通短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)，處于零損耗，不發(fā)熱，無壓降，使用壽命長。3、動(dòng)作分散度小由于大幅度地縮短了合閘時(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)，合閘分散度控制在O.1毫秒以內(nèi)。本實(shí)用新型適用范圍如下1、本裝置可代替高阻抗變壓器、普通串聯(lián)限流電抗器、爆炸型大容量高速開斷裝置，在新供用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及企業(yè)系統(tǒng)改造時(shí)，可利用本裝置，加大系統(tǒng)阻抗，使負(fù)荷側(cè)斷路器的開斷電流進(jìn)一步減少，降低造價(jià)，因此，本裝置為節(jié)能和經(jīng)濟(jì)有效的限流方案；2、短路發(fā)生時(shí)本裝置快速投入母聯(lián)深度限流電抗器就，加大系統(tǒng)內(nèi)抗，故障點(diǎn)排除后，深度限流電抗器就退出，不影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行使變壓器的使用價(jià)值得到提高，大大減少系統(tǒng)擴(kuò)建或聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行所需要投資； 3、線路短路時(shí)，本裝置快速投入電抗器，深限流電抗器上的殘壓可完全滿足維持重要負(fù)荷繼續(xù)運(yùn)行而不受影響，對(duì)不允許瞬時(shí)間斷供電須強(qiáng)行自啟動(dòng)的重要負(fù)載，可提高供電質(zhì)量；4、本裝置開斷容量大，限制短路電流深，是發(fā)電機(jī)出口及廠用分支的理想保護(hù)設(shè)備，使發(fā)電機(jī)和變壓器得到快速有效的保護(hù)。本實(shí)用新型的使用環(huán)境條件如下1、環(huán)境溫度_40°C 50°C ；2、海拔高度一般不大于2000米，大于2000米特殊設(shè)計(jì)；3、使用場所無酸堿腐蝕處；4、相對(duì)濕度日平均相對(duì)濕度不大于95%。
權(quán)利要求1.一種零損耗深度限流裝置，其特征在于，包括監(jiān)視系統(tǒng)電流的羅克線圈，在電流接近過零點(diǎn)時(shí)三相分別準(zhǔn)確分閘開斷的高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān)，采樣、計(jì)算、向后臺(tái)發(fā)出動(dòng)作指示信號(hào)的監(jiān)控單元，限制短路電流的深度限流電抗器；通過所述羅克線圈監(jiān)視系統(tǒng)電流，當(dāng)短路電流大于設(shè)定的幅值，高速DCP快速精確預(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點(diǎn)之前發(fā)出信號(hào)；所述高速渦流驅(qū)動(dòng)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)入所述深度限流電抗器中限制短路電流；所述測控單元向后臺(tái)發(fā)出動(dòng)作指示信號(hào)，將短路電流限制在原幅值50%以下；短路故障排除后，所述測控單元自動(dòng)檢測母線電壓回升立即給所述高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān)發(fā)出合閘命令，所述深度限流電抗器退出，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零損耗深度限流裝置，其特征在于，所述深度限流電抗器為干式空心深度限流電抗器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的零損耗深度限流裝置，其特征在于，所述零損耗深度限流裝置還包括防觸頭撞擊裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種零損耗深度限流裝置，包括羅克線圈、高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān)、監(jiān)控單元和深度限流電抗器；通過所述羅克線圈監(jiān)視系統(tǒng)電流，當(dāng)短路電流大于設(shè)定的幅值，高速DCP快速精確預(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點(diǎn)之前發(fā)出信號(hào)；所述高速渦流驅(qū)動(dòng)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，所述深度限流電抗器限制短路電流至原幅值50%以下；短路故障排除后，所述測控單元立即給所述高速渦流驅(qū)動(dòng)開關(guān)發(fā)出合閘命令，所述深度限流電抗器退出，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。本實(shí)用新型可在短路電流的初始階段，快速投入深度限流電抗器將短路電流限制在可靠地范圍內(nèi)，達(dá)到保護(hù)發(fā)配電設(shè)備的目的，滿足電力系統(tǒng)對(duì)短路保護(hù)的需求。
文檔編號(hào)H02H9/02GK202872353SQ20122052715
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者陳兵, 王道清 申請(qǐng)人:安徽中瑞電氣技術(shù)有限公司