HZSZRD型母線(xiàn)電壓快速恢復(fù)裝置

概述

目前，配網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)內(nèi)任何一條出線(xiàn)發(fā)生相間短路故障時(shí)，都將導(dǎo)致本級(jí)母線(xiàn)電壓和上級(jí)母線(xiàn)電壓發(fā)生大幅下降，稱(chēng)為“電壓暫降”現(xiàn)象。而傳統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作到斷路器完全斷開(kāi)故障支路，需要100ms左右時(shí)間，系統(tǒng)電壓才恢復(fù)到正常水平。

在持續(xù)大約100ms左右的“電壓暫降”期間，一些控制重要生產(chǎn)設(shè)備的交流接觸器、低電壓保護(hù)等敏感負(fù)載將欠壓釋放、電動(dòng)機(jī)、變頻等設(shè)備停止運(yùn)行，由此將導(dǎo)致重要生產(chǎn)設(shè)備大面積停運(yùn)的事故。故障支路的電壓等級(jí)越高，影響范圍越大。

而采用傳統(tǒng)的備用電源自投和雙電源快速切換技術(shù)，不能解決區(qū)內(nèi)短路引發(fā)“電壓暫降”，導(dǎo)致系統(tǒng)大面積停電事故的問(wèn)題！

為有效防止區(qū)內(nèi)短路引起“電壓暫降”、和“短時(shí)中斷”故障導(dǎo)致的重要敏感設(shè)備停運(yùn)的事故，我公司專(zhuān)門(mén)研制出HZSZRD型母線(xiàn)電壓快速恢復(fù)裝置來(lái)解決該問(wèn)題。

產(chǎn)品的功能特點(diǎn)

n 產(chǎn)品的功能

l 快速恢復(fù)母線(xiàn)電壓：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生“電壓暫降”時(shí)，可以在10ms內(nèi)將特制高阻抗器件接入回路，使母線(xiàn)電壓恢復(fù)到額定值的95％以上。使得敏感性控制類(lèi)設(shè)備來(lái)不及釋放、變頻設(shè)備不停止供電，保證重要敏感設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。

l 快速隔離故障線(xiàn)路：當(dāng)母線(xiàn)某條出線(xiàn)發(fā)生短路時(shí)，控制系統(tǒng)在3ms內(nèi)判斷故障，在10ms內(nèi)切除故障回路，快速隔離故障，使母線(xiàn)電壓快速恢復(fù)到額定值。

l 智能判斷故障性質(zhì)：裝置可以自動(dòng)判斷瞬時(shí)性故障和永久性故障，當(dāng)將特制高阻抗器件接入回路，使母線(xiàn)電壓恢復(fù)到額定值，延時(shí)0.3s后，再次投入換流器，判斷是否瞬時(shí)故障，若是瞬時(shí)故障，裝置報(bào)警并恢復(fù)正常運(yùn)行；若是永久故障，則換流器重復(fù)上述過(guò)程，然后控制器發(fā)出切除命令給切離開(kāi)關(guān)，切除故障支路。

l 微機(jī)綜保：綜合控制器具有常規(guī)微機(jī)綜保的電壓監(jiān)測(cè)、越限報(bào)警、過(guò)流速斷、限時(shí)速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)等功能，也可配置用戶(hù)指定的微機(jī)綜保，本裝置可以取代進(jìn)線(xiàn)柜。

l 遠(yuǎn)程通訊：本裝置配置了RS485通訊接口，可以按照用戶(hù)給定的通訊規(guī)約與監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，并可按照監(jiān)控中心的命令進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

l 故障錄波及事件記憶：本裝置可記錄線(xiàn)路短路或裝置故障發(fā)生的時(shí)間、類(lèi)型、相別及故障時(shí)的電流、電壓波形等電氣參數(shù)。

n 產(chǎn)品的特點(diǎn)

l 故障快速識(shí)別：本裝置控制系統(tǒng)采用我公司特別研究開(kāi)發(fā)的暫態(tài)過(guò)程系列快速算法組成的快速識(shí)別技術(shù)，能夠在3ms內(nèi)快速識(shí)別各種故障性質(zhì)，及時(shí)發(fā)出控制命令執(zhí)行快速分閘操作。

l 隔離速度快：利用快速渦流驅(qū)動(dòng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的快速真空斷路器作為執(zhí)行部件，合閘時(shí)間可以做到小于10ms左右，分閘時(shí)間可以控制在5ms以?xún)?nèi)，使裝置的隔離故障恢復(fù)母線(xiàn)電壓的時(shí)間在半個(gè)周波內(nèi)完成。

l 分相控制，過(guò)零切除，開(kāi)斷安全：采用快速識(shí)別控制技術(shù)，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)半波過(guò)零點(diǎn)，控制系統(tǒng)計(jì)算后，分相控制各相斷路器在電流過(guò)零點(diǎn)前準(zhǔn)確開(kāi)斷，使開(kāi)斷過(guò)電壓小，開(kāi)斷電流大，開(kāi)斷更安全。同時(shí)，本裝置系過(guò)零點(diǎn)開(kāi)斷，與普通斷路器相比開(kāi)斷過(guò)程中電弧對(duì)觸頭釋放的能量大幅度減少，不僅提高了斷路器的開(kāi)斷能力，而且開(kāi)斷壽命明顯提高。

l 使用壽命長(zhǎng)：本裝置中快速真空開(kāi)關(guān)采用直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的快速渦流驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)部件，磨損極小，機(jī)械壽命及可靠性大大提高。

產(chǎn)品的構(gòu)成及原理

n 產(chǎn)品的構(gòu)成

HZSZRD型母線(xiàn)電壓快速恢復(fù)裝置主要由執(zhí)行部件高速真空斷路器（也稱(chēng)換流器）、智能控制器、高壓隔離器、特制高阻抗單元、以及電流電壓信號(hào)采集器TA和TV等組成。

高速永磁真空斷路器（換流器）：采用渦流推斥力作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，永磁體作為分合閘保持機(jī)構(gòu)，高精度開(kāi)關(guān)電源為驅(qū)動(dòng)提供穩(wěn)定的能量，使斷路器的分閘時(shí)間小于5ms，合閘時(shí)間小于10ms，彈跳小于2ms。為快速換流功能的實(shí)現(xiàn)提供了保證。

智能控制器模塊：采用DSP+FPGA+ARM硬件架構(gòu)，并行工作模式；并通過(guò)我司自研開(kāi)發(fā)的多種控制算法組成的暫態(tài)過(guò)程快速識(shí)別技術(shù)，能夠在短路剛開(kāi)始的2-3ms時(shí)間內(nèi)的暫態(tài)過(guò)程中，迅速計(jì)算和判斷故障的性質(zhì)和功率方向、故障區(qū)域等，自適應(yīng)的發(fā)出換流及隔離命令，使整套裝置完成相應(yīng)功能，保證系統(tǒng)母線(xiàn)電壓的快速恢復(fù)。

高精度信號(hào)采集器：采用羅克線(xiàn)圈作為線(xiàn)性測(cè)量元器件，保證測(cè)量精度的同時(shí)，不會(huì)發(fā)生磁飽和，同時(shí)采用抗飽和性能較好的CT作為后備測(cè)量單元，保證了測(cè)量的高精度，防止控制系統(tǒng)的誤判。

特制高阻抗單元：采用特制線(xiàn)性氧化鋅組件或空芯電抗器單元制成?？筛鶕?jù)母線(xiàn)電壓恢復(fù)的到額定值的比例，個(gè)性化定制參數(shù)，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行要求。

                       HZSZRD裝置原理圖

n 工作原理

HZSZRD型母線(xiàn)電壓快速恢復(fù)裝置正常運(yùn)行時(shí)，高壓隔離器和換流器處于合閘狀態(tài)，換流器將高阻抗單元短接，帶出線(xiàn)側(cè)負(fù)荷。當(dāng)出線(xiàn)側(cè)線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，控制器立即采樣電壓和電流信號(hào)，經(jīng)2-3ms計(jì)算和判斷后，發(fā)出分閘命令給換流器，使換流器再半波內(nèi)分閘，將高阻抗單元接入回路，時(shí)母線(xiàn)電壓恢復(fù)到額定值的95％以上；延時(shí)0.3s后，控制器發(fā)出命令是換流器合閘，將高阻抗單元短接，并判斷是否還有故障，若是瞬時(shí)性故障，這是控制器發(fā)出告警，并恢復(fù)正常運(yùn)行；若判斷短路電流還在，則立即發(fā)命令給換流器分閘，再次將高阻抗單元接入，隨后，發(fā)出分閘命令給高壓隔離器執(zhí)行分閘，切除故障線(xiàn)路。

產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)

n 型號(hào)說(shuō)明

n 技術(shù)參數(shù)

n 外形結(jié)構(gòu)

整套裝置為固定式或手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜，總裝圖見(jiàn)圖5，外形尺寸為寬1000×深1750×高2300mm，也可根據(jù)用戶(hù)要求加工。 

產(chǎn)品的訂貨須知

n 使用條件

環(huán)境溫度：-40～+50℃

海拔高度：≤2000m

空氣濕度：日平均濕度≤96%、月平均濕度≤90%

地震烈度：8度 (水平加速度0.25g、垂直加速度0.105g)

周?chē)h(huán)境：不得有粉塵、煤氣、煙氣等具有爆炸性、腐蝕性和易燃性的混合物

n 訂貨要求

用戶(hù)須提供本裝置安裝地點(diǎn)的一次主接線(xiàn)圖，主變壓器額定容量、額定電壓、短路阻抗參數(shù)，系統(tǒng)短路阻抗或短路容量，以及裝置所在回路的最大負(fù)荷電流。

我公司專(zhuān)業(yè)工程師將根據(jù)用戶(hù)提供的系統(tǒng)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，待用戶(hù)簽字確認(rèn)后實(shí)施。

用戶(hù)應(yīng)明確裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝空間、并柜方式、進(jìn)出線(xiàn)方式以及所要求的母線(xiàn)電壓保持水平。

環(huán)境溫度、海拔高度或使用環(huán)境超出本裝置的允許范圍時(shí)，請(qǐng)?jiān)谟嗀浖夹g(shù)條件中詳細(xì)注明，以便我公司為用戶(hù)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)、特殊供貨。

n 安裝調(diào)試

如用戶(hù)需要，本公司可負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安裝指導(dǎo)及調(diào)試服務(wù)，用戶(hù)提供必要的配合與協(xié)助；

用戶(hù)在遵守保管及使用規(guī)則的情況下，質(zhì)保期內(nèi)產(chǎn)品由于質(zhì)量原因而發(fā)生損壞或不能正常工作，本公司無(wú)償為用戶(hù)更換或維修，本公司對(duì)產(chǎn)品終身維修并以?xún)?yōu)惠的價(jià)格提供備品配件；

用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生疑問(wèn)，本公司在2小時(shí)內(nèi)給與答復(fù)，若有重大技術(shù)問(wèn)題，本公司將派技術(shù)局人員48小時(shí)內(nèi)(交通工具允許的情況下) 趕到現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題。

n 包裝儲(chǔ)運(yùn)

本裝置一般采用木箱包裝，柜體底座應(yīng)固定在包裝箱底板上。

本裝置不宜在三級(jí)以下公路上長(zhǎng)距離運(yùn)輸，必要時(shí)可拆散包裝，重要部件盡量不采用公路運(yùn)輸。

長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)儲(chǔ)存在干燥通風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，不宜長(zhǎng)期在戶(hù)外儲(chǔ)存。