本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)配電設(shè)備限流技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LC串聯(lián)諧振母線殘壓保持系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)用電負(fù)荷的急劇增長(zhǎng)，電網(wǎng)中母線所帶支路越來(lái)越多，當(dāng)母線下某一條支路發(fā)生短路，與該支路相連的母線電壓陡降嚴(yán)重，母線殘余的電壓一般低于額定電壓的20%，只有當(dāng)該支路斷路器開(kāi)斷，切除了短路故障，母線電壓才能恢復(fù)。母線電壓從陡降到恢復(fù)這段時(shí)間就是斷路器開(kāi)斷短路故障的時(shí)間，大約在0.1秒左右，也就是微機(jī)綜合保護(hù)判斷故障的時(shí)間（20ms-30ms），加上斷路器固有動(dòng)作時(shí)間（40ms-80ms），再加上電弧過(guò)零時(shí)間（16ms左右）。母線電壓出現(xiàn)凹陷這段時(shí)間，企業(yè)供電系統(tǒng)稱(chēng)之為“晃電”。在“晃電”發(fā)生期間，母線殘壓很低，使一些未發(fā)生短路故障的負(fù)載運(yùn)行中斷，如變頻器、電動(dòng)機(jī)、繼電器、電磁閥等。這些對(duì)“晃電”反應(yīng)明顯的負(fù)載稱(chēng)之為敏感負(fù)載，其特點(diǎn)是有機(jī)械運(yùn)動(dòng)以及有電能或磁能儲(chǔ)能元件的存在。企業(yè)內(nèi)使用的電機(jī)多為異步電機(jī)，而異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的保持來(lái)自于電網(wǎng)的無(wú)功支持，某支路短路時(shí)母線殘壓很低，其他支路上的異步電機(jī)得不到無(wú)功支持，且還要向短路點(diǎn)輸出短路電流，異步電機(jī)的短路時(shí)間常數(shù)τ一般在30ms以下，“晃電”時(shí)間接近3τ，按指數(shù)規(guī)律衰減的異步電機(jī)的磁場(chǎng)消耗殆盡，在短路故障點(diǎn)切除后電壓恢復(fù)的時(shí)刻，電網(wǎng)對(duì)異步電機(jī)重建磁場(chǎng)產(chǎn)生了5-7倍額定電流的沖擊，造成繼電保護(hù)誤動(dòng)作。通常母線殘壓在50%以下時(shí)，敏感負(fù)載可容忍的“晃電”時(shí)間不大于30ms。當(dāng)區(qū)外網(wǎng)發(fā)生短路故障，可以將區(qū)內(nèi)網(wǎng)整體（全部負(fù)載）或部分重要負(fù)載切換到另一個(gè)區(qū)外網(wǎng)，但區(qū)內(nèi)網(wǎng)中某支路發(fā)生短路就不能整體切換了，只能部分切換。若區(qū)內(nèi)網(wǎng)中重要的敏感負(fù)載已人為集中到少數(shù)支路或其支路數(shù)本就不多，部分切換是可以解決區(qū)內(nèi)網(wǎng)短路造成重要負(fù)載停運(yùn)的問(wèn)題，必要條件是要有可以切換的合適區(qū)外網(wǎng)。如果區(qū)內(nèi)網(wǎng)中重要的敏感負(fù)載支路很多，部分切換的成本就太大，如果連可切換的區(qū)外網(wǎng)條件都不具備，那么要解決區(qū)內(nèi)網(wǎng)晃電問(wèn)題，采用母線殘壓保持裝置是可取的方案。

目前市場(chǎng)使用的母線殘壓保持裝置都是通過(guò)高速開(kāi)關(guān)控制母保電抗器的投入，正常運(yùn)行時(shí)，高速開(kāi)關(guān)短接母保電抗器，當(dāng)支路發(fā)生短路故障時(shí)，高速開(kāi)關(guān)分閘，把母保電抗器串接到線路中，從短路故障發(fā)生到高速開(kāi)關(guān)分閘需要18ms，短路故障有可能擴(kuò)大到母線側(cè)，將造成更大范圍的電力系統(tǒng)短路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種LC串聯(lián)諧振母線殘壓保持系統(tǒng)，有效保證母線在饋線支路短路故障時(shí)的不失壓,實(shí)現(xiàn)短路故障切除后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(tǒng)中的元器件而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種LC串聯(lián)諧振母線殘壓保持系統(tǒng)，包括氧化鋅FR、諧振電容器C及與諧振電容器C串聯(lián)的放電阻尼器RL，所述放電阻尼器RL的進(jìn)線端依次經(jīng)高速渦流開(kāi)關(guān)K1、隔離刀閘G1與配電柜的進(jìn)線端相連，諧振電容器C的出線端依次經(jīng)限流電抗器L、隔離刀閘G2與配電柜的出線端相連，所述氧化鋅FR的進(jìn)線端與放電阻尼器RL的進(jìn)線端相連，其輸出端與諧振電容器C的出線端相連。

上述方案中，還包括放電保護(hù)系統(tǒng)，所述放電保護(hù)系統(tǒng)用于保護(hù)諧振電容器C不被燒壞，限制短路電流的強(qiáng)度，隔離短路故障點(diǎn)。

所述放電保護(hù)系統(tǒng)采用高速渦流開(kāi)關(guān)K0，所述高速渦流KO的一端與放電阻尼器RL的進(jìn)線端相連，其另一端與諧振電容器C的出線端相連。

上述方案中，還包括隔離刀閘G3，所述隔離刀閘G3的進(jìn)線端與隔離刀閘G1的進(jìn)線端相連，其出線端與隔離刀閘G2的出線端相連。

所述放電阻尼器RL由電感L1和電阻R相并聯(lián)組成，所述放電阻尼器RL的進(jìn)線端與高速渦流開(kāi)關(guān)K1的出線端相連，其出線端與諧振電容器C的進(jìn)線端相連。

所述高速渦流開(kāi)關(guān)K0、K1為真空滅弧式斷路器。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型所述的LC串聯(lián)諧振母線殘壓保持系統(tǒng)，具有可靠性高，動(dòng)作快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，該串聯(lián)諧振母線殘壓保持系統(tǒng)能在2ms內(nèi)能投入母保電抗器L，使饋線電流為正常運(yùn)行額定電流大小，防止短路故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，有效保證母線在饋線支路短路故障時(shí)的不失壓,又可以實(shí)現(xiàn)短路故障切除后母保電抗器的零損耗，同時(shí)又能通過(guò)隔離刀閘實(shí)現(xiàn)不停電檢修或更換系統(tǒng)中的元器件，大大提高供電的可靠性和安全性，同時(shí)避免了因停電檢修或更換系統(tǒng)中的元器件而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，一種LC串聯(lián)諧振母線殘壓保持系統(tǒng)，包括高速渦流開(kāi)關(guān)K0、隔離刀閘G3、氧化鋅FR、諧振電容器C及與諧振電容器C串聯(lián)的放電阻尼器RL，放電阻尼器RL的進(jìn)線端依次經(jīng)高速渦流開(kāi)關(guān)K1、隔離刀閘G1與配電柜的進(jìn)線端相連，諧振電容器C的出線端依次經(jīng)限流電抗器L、隔離刀閘G2與配電柜的出線端相連，氧化鋅FR的進(jìn)線端與放電阻尼器RL的進(jìn)線端相連，其輸出端與諧振電容器C的出線端相連。該高速渦流KO的一端與放電阻尼器RL的進(jìn)線端相連，其另一端與諧振電容器C的出線端相連；該隔離刀閘G3的進(jìn)線端與隔離刀閘G1的進(jìn)線端相連，其出線端與隔離刀閘G2的出線端相連。

本實(shí)施例的，諧振電容器C用于正常運(yùn)行與母保電抗器L構(gòu)成串聯(lián)諧振，實(shí)現(xiàn)母保電抗器L零損耗；高速渦流開(kāi)關(guān)K0，用于在短路后2ms內(nèi)短接諧振電容器C，從而投入母保電抗器L，限制短路電流的強(qiáng)度，使故障側(cè)的斷路器能有效隔離短路故障點(diǎn)；高速渦流開(kāi)關(guān)K1，用于在故障側(cè)斷路器不能有效隔離故障點(diǎn)時(shí)，立即切斷整條饋線，防止短路故障進(jìn)一步的擴(kuò)大。該高速渦流開(kāi)關(guān)K0、K1均由安裝在配電柜中的快速控制系統(tǒng)控制其開(kāi)斷，本實(shí)施例中，高速渦流開(kāi)關(guān)K0、K1均為真空滅弧室滅弧斷路器。所述氧化鋅FR，用于系統(tǒng)短路后限制諧振電容器C兩端的電壓,防止諧振電容器C因過(guò)壓而損壞。

本實(shí)施例的放電阻尼器RL由電感L1和電阻R相并聯(lián)組成，放電阻尼器RL的進(jìn)線端與高速渦流開(kāi)關(guān)K1的出線端相連，其出線端與諧振電容器C的進(jìn)線端相連。其出線端與諧振電容器C的進(jìn)線端相連，該放電阻尼器RL用于諧振電容器C短接保護(hù)后釋放其電能。隔離刀閘G1、G2、G3與安裝在配電柜中的操作機(jī)構(gòu)相連接，通過(guò)人工控制其開(kāi)斷，該隔離刀閘G1、G2、G3用于不停電檢修或更換系統(tǒng)中的元器件，大大提高供電的可靠性和安全性，同時(shí)避免了因停電檢修帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。

工作原理如下：

正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)載回路中串接的限流電抗器L與該諧振電容器C構(gòu)成串聯(lián)諧振，使限流電抗器L消耗的無(wú)功損耗完全由諧振電容器C提供，不會(huì)給用戶造成任何的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)限流電抗器L零損耗的經(jīng)濟(jì)目的。限流電抗器L與諧振電容器C構(gòu)成串聯(lián)諧振，使得在正常供電運(yùn)行狀態(tài)下，無(wú)論負(fù)載如何變化，對(duì)工頻來(lái)說(shuō)限流電抗器L與諧振電容器C構(gòu)成串聯(lián)諧振，使用戶負(fù)載端電壓等于母線電壓。

當(dāng)母線饋線下任一支路發(fā)生短路故障時(shí)，高速渦流開(kāi)關(guān)K0，在短路后2ms內(nèi)短接諧振電容器C，從而投入母保電抗器L，通過(guò)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(xiàn)故障而使整條母線失壓，大大減小短路故障的范圍。當(dāng)母保電抗器L投入時(shí)，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(dāng)該支路斷路器因出現(xiàn)故障時(shí)，不能快速有效切除本支路的短路故障時(shí)，由串聯(lián)諧振母線殘壓保持系統(tǒng)中控制器立即控制高速渦流開(kāi)關(guān)K1分閘，將整條支路進(jìn)行隔離，防止短路故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)短路故障被本支路斷路器切除后，快速控制系統(tǒng)控制高速渦流開(kāi)關(guān)K0立即分閘，將諧振電容器C串入回路中，與母保電抗器L構(gòu)成串聯(lián)諧振，防止母保電抗器L長(zhǎng)期投入消耗大量無(wú)功損耗和用戶端電壓過(guò)低的實(shí)際運(yùn)行問(wèn)題。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。