無損耗快速限流保護柜
電力系統(tǒng)中運行發(fā)生短路故障時短路電流一般為額定電流的十幾倍,給變壓器、發(fā)電機、斷路器、輸電線路等電氣設備造成很大危害, 而目前較為經(jīng)濟實用的真空斷路器的開斷能力均在40KA 以下 ,開斷時間需要近百毫秒。隨著各類型用電企業(yè)的發(fā)展壯大,用電負荷大舉攀升,主變壓器容量也相應增大,各企業(yè)電網(wǎng)系統(tǒng)面臨短路電流已經(jīng)接近和達到負載真空斷路器的最大使用極限,負載側(cè)真空斷路器
開斷容量不足、 變壓器抗短路電流沖擊能力設計不足等問題, 嚴重威脅著企業(yè)安全運行 。
面臨越來越嚴重的短路電流超標問題,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問題,電動力減少,還帶來了有功無功損耗、投資成本上升 。
采用串聯(lián)限流電抗器也沒有從根本上解決限流深度問題(電抗率均在百分之十幾左右),同時帶來了有功無功損耗、母線壓降、漏磁場等弊病,系統(tǒng)發(fā)生短路時由于限流深度不夠,不能有效的保護發(fā)電機、變壓器等主要電氣設備 ,在巨大的短路電流沖擊下產(chǎn)生繞組變形而損壞,災難性事故發(fā)生 。
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)運行,雖然解決了電抗器有功無功損耗、電壓降、漏磁場問題,但是當發(fā)生短路故障后其一次元器件動作,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橋體,方可重新投入運行。企業(yè)運行費用不僅增加,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,人為的設置了故障隱患點 。
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置是本公司為了滿足電力系統(tǒng)對短路保護的需求而開發(fā)的一種新型短路限流保 護裝置,它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的范圍內(nèi) ,從而達到了保護發(fā)配電設備及供電線路的目的。
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置為理想節(jié)能和經(jīng)濟有效的限流方案,大大減少系統(tǒng)擴建或聯(lián)網(wǎng)運行所需要的投資。
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置可解決高阻抗變壓器、普通串聯(lián)限流電抗器、爆炸型大容量高速開斷裝置不足,在新供用電系統(tǒng)設計及企業(yè)系統(tǒng)改造時,可利用本裝置深度限流電抗器,加大系統(tǒng)阻抗,使負荷側(cè)斷路器的開斷電流進一步減小,降低造價。
短路發(fā)生時裝置快速投入母聯(lián)深度限流電抗器,加大系統(tǒng)內(nèi)抗,故障點切除后,深度限流電抗器退出,不影響整個系統(tǒng)的正常運行,
聯(lián)網(wǎng)運行使變壓器的使用價值得到提高。
對不允許瞬時間斷供電須強行自啟動的重要負載,可提高供電質(zhì)量。
線路短路時,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荷繼續(xù)運行而不受影響。
發(fā)電機出口或者廠用高壓側(cè)短路能得到快速有效保護。
本裝置開斷容量大、限制短路電流深,是發(fā)電機出口及廠用分支的理想保護設備,使發(fā)電機、變壓器得到快速有效的保護。
該裝置主要由特種高速開關(非傳統(tǒng)方式火工部件,避免了開斷一次更換一次橋體)、阻容吸收器FC、高能限壓器FR 測控單元等組成,簡稱AZL。特種高速開關與FU 阻抗相比為1∶2000。因此正常運行時工作電流經(jīng)特種高速開關流過。系統(tǒng)發(fā)生故障短路時 , 接到測控單元的分斷命令后,在5ms之內(nèi)特種斷路器快速斷開,電流轉(zhuǎn)移至阻容吸收器FC,使FC在0.5 ms導通內(nèi)吸收開斷能量。FC斷開時產(chǎn)生的過電壓使FR導通,F(xiàn)R 吸收開斷后產(chǎn)生的過電壓能量及電源注入的能量,使特種高速開關順利熄弧,并把斷開時的過電壓限制在允許的2.5 倍相電壓范圍內(nèi)。
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本裝置通過暫態(tài)電流互感器 ,監(jiān)視系統(tǒng)電流,當短路電流大于設定的幅值,高速DSP通過波形還原、波形跟蹤和FFT 算法,快速精確的預測出三相電流過零點的精確時間,當電流幅值和電流變化率同時超過定值時,判斷為短路發(fā)生,并采用3 個相同的獨立工作的測控部件,以“ 三取二 ”動作方式做出判斷,向特種高速開關發(fā)出分斷信號。
測控器運行的截止電流和截止時間曲線圖
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高速開關在電流接近過零點時三相分別準確分閘開斷,短路電流換流進入深限流電抗器中,限制短路電流,短路電流幅值大大降低 。
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置可在5~15ms內(nèi)可將短路電流限制在原幅值30%以下,使系統(tǒng)所受到的短路沖擊大大降低,保護系統(tǒng)內(nèi)變壓器發(fā)電機等電氣設備,同時提高了短路點負載真空斷路器使用壽命,保障了系統(tǒng)的安全運行。短路故障切除后,測控單元自動檢測母線電壓回升立即給高速開關發(fā)出合閘命令,深限流電抗器退出 ,系統(tǒng)即可恢復正常運行。
1、DSP無損電流信號檢測技術
· 開斷電流的啟動值自動相位跟蹤;
· DSP技術快速測算表決時間: min 55μs max 110μs;
· 雙DSP高速無損電流信號檢測連續(xù)(順序)遞推算法,智能化表決判定,安全、準確。
2、DDS無遲緩相位跟蹤技術
DDS無遲緩相位跟蹤技術,實時跟蹤實際運行電流波形的相位和強度,并與全波段預先整定Ilimit自動比較判定。
3、電流變化率雙重判定表決方式,軟、硬件獨立檢測,綜合判定表決,可靠性高。
1、動作速度快:本裝置能在系統(tǒng)發(fā)生短路的5~15ms內(nèi)將短路電流開斷。
2、開斷能力強:本裝置中的特種斷路器開關為三相動作,利用對觸頭分斷初始時間的合理控制,阻容吸收,使燃弧時間小。大大增加了滅弧室的開斷余量,短路開斷能力可輕松達到80kA。
3、限流電抗器效果好:本裝置中非線性限流阻抗正常運行時,無電流通過,無能損耗,無壓降,不產(chǎn)生漏磁場。只在短路發(fā)生時投入工作,阻值可根據(jù)系統(tǒng)需要,能在2~3ms內(nèi)斷開80kA以上的短路電流,并且換流器限制產(chǎn)生1.5倍額定相電壓以上的過電壓,將短路電流換入到與其并聯(lián)的高阻抗中,將短路電流限制在2kA左右;非線性度好,并且吸收能量大。
4、使用壽命長:本裝置中開關使用高速驅(qū)動機構,使用簡單的直線運動,沒有復雜的傳動機構,磨損小,機械壽命及可靠性大大提高。同時,本裝置系阻容吸收,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,其觸點電壽命呈級數(shù)上升,深限流電抗器無短路發(fā)生時,處于零損耗,不發(fā)熱,無壓降,使用壽命長。
5、性能高可靠:本裝置核心部件工藝嚴格,即使在強電磁干擾環(huán)境下,仍能可靠運行。控制器帶有實時自檢功能,各功能信息均能通過發(fā)送后臺報警監(jiān)控,控制器可以在1~2ms內(nèi)準確判斷出短路支路,并發(fā)出動作指令;
6、動作分散度小、合閘無反彈:大幅度縮短了合閘時間并配置了直接驅(qū)動的高速渦流驅(qū)動機構,合閘分散度可以控制在0.1ms以內(nèi);并可根據(jù)現(xiàn)場情況,加裝防觸頭撞擊裝置,保障合閘無反。
型號及含義
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主要技術參數(shù)
設備名稱:6、10、35kV YM-WSH無損耗快速限流保護裝置
系統(tǒng)額定電壓: 6、10、35kV
系統(tǒng)額定電流:1000A、1600A、2000A、3000A、4000A、5000A
雷電沖擊耐受電壓(峰值):75kV、180kV
短時(1min)工頻耐受電壓 :42kV、90kV
額定頻率:50Hz
額定短時耐受電流:100kA、200kA
額定峰值耐受電流:100kA、200kA
額定短時開斷電流:40kA、80kA
接觸電阻:<100μΩ
合閘時間:10ms
分閘時間 :<5ms
合閘不同期 :<2ms
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環(huán)境濕度:-30℃~+60℃;
大氣壓力:80~110kPa;
空氣相對濕度:90%(25%)、50%(40%);
通用型海拔高度:≤2000m,高原型海拔高度可達4000m;
使用地點不得有爆炸危險的介質(zhì),周圍介質(zhì)中不得含有腐蝕和破壞絕緣的導電介質(zhì)或氣體,不允許環(huán)境充滿蒸氣及含有較嚴重霉菌存在。
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YM-WSH無損耗快速限流保護裝置
1、眉頭;2、柜體;3、綜合裝置;4、綜合保護;5、帶電顯示裝置;6、溫濕度控制器; 7、指示燈;8、一次模擬牌;9、觀察窗;10、銘牌;11、絕緣子;12、阻容吸收器;13 、限壓器;14、高速開關;15、高壓傳感器;16暫態(tài)電流互感器;17、專用過電抑制器;18、電磁鎖;19、柜內(nèi)照明燈。
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YM-WSH無損耗快速限流保護裝置安裝尺寸圖
◆ 訂貨時應提供:系統(tǒng)參數(shù)及主接線圖; 系統(tǒng)預期故障過電壓水平及限壓要求; 現(xiàn)場設備布置尺寸;安裝環(huán)境,安裝方式及運行方式。
◆ 運輸和儲存時,不得遭受水汽或有害氣體侵蝕,不得受到嚴重的機械撞擊;
◆ 產(chǎn)品存放處應空氣流通,環(huán)境溫度不高于+45℃,相對濕度不高于95%;
◆ 供貨周期為合同簽訂后20天,若有特殊要求另行協(xié)商。
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