CN107069685A - 一种fsr母线残压保持系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种FSR母线残压保持系统，包括爆炸桥FSR、放电保护系统、母线电抗器L及与母线电抗器L串联的高速涡流开关K1,所述高速涡流开关K1的进线端经隔离刀闸G1与配电柜的进线端AL1相连，电抗器L的出线端经隔离刀闸G2与配电柜的出线端AL2相连，所述爆炸桥FSR并联于电抗器L的两端、用于系统短路后快速投入母线电抗器L，所述放电保护系统用于对补偿电容器组C短接保护后释放其电能，所述隔离刀闸G1的进线端经隔离刀闸G3与隔离刀闸G2的出线端相连。本发明通过断路器控制母保电抗器L投切速度要快，能及时有效切除隔离短路故障，防止短路故障范围的进一步扩大，有效保证母线在馈线支路短路故障时的不失压。

Description

一种FSR母线残压保持系统

技术领域

本发明涉及电力系统配电设备限流技术领域，具体涉及一种FSR母线残压保持系统。

背景技术

随着经济的发展，企业用电负荷的急剧增长，电网中母线所带支路越来越多，当母线下某一条支路发生短路，与该支路相连的母线电压陡降严重，母线残余的电压一般低于额定电压的20%，只有当该支路断路器开断，切除了短路故障，母线电压才能恢复。母线电压从陡降到恢复这段时间就是断路器开断短路故障的时间，大约在0.1秒左右，也就是微机综合保护判断故障的时间（20ms-30ms），加上断路器固有动作时间（40ms-80ms），再加上电弧过零时间（16ms左右）。母线电压出现凹陷这段时间，企业供电系统称之为“晃电”。在“晃电”发生期间，母线残压很低，使一些未发生短路故障的负载运行中断，如变频器、电动机、继电器、电磁阀等。这些对“晃电”反应明显的负载称之为敏感负载，其特点是有机械运动以及有电能或磁能储能元件的存在。企业内使用的电机多为异步电机，而异步电机的旋转磁场的保持来自于电网的无功支持，某支路短路时母线残压很低，其他支路上的异步电机得不到无功支持，且还要向短路点输出短路电流，异步电机的短路时间常数τ一般在30ms以下，“晃电”时间接近3τ，按指数规律衰减的异步电机的磁场消耗殆尽，在短路故障点切除后电压恢复的时刻，电网对异步电机重建磁场产生了5-7倍额定电流的冲击，造成继电保护误动作。通常母线残压在50%以下时，敏感负载可容忍的“晃电”时间不大于30ms。当区外网发生短路故障，可以将区内网整体（全部负载）或部分重要负载切换到另一个区外网，但区内网中某支路发生短路就不能整体切换了，只能部分切换。若区内网中重要的敏感负载已人为集中到少数支路或其支路数本就不多，部分切换是可以解决区内网短路造成重要负载停运的问题，必要条件是要有可以切换的合适区外网。如果区内网中重要的敏感负载支路很多，部分切换的成本就太大，如果连可切换的区外网条件都不具备，那么要解决区内网晃电问题，采用母线残压保持装置是可取的方案！

目前市场使用的母线残压保持装置都是通过高速开关控制母保电抗器的投入，正常运行时，高速开关短接母保电抗器，当支路发生短路故障时，高速开关分闸，把母保电抗器串接到线路中，从短路故障发生到高速开关分闸需要18ms，短路故障有可能扩大到母线侧，将造成更大范围的电力系统短路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种FSR母线残压保持系统，有效保证母线在馈线支路短路故障时的不失压,实现短路故障切除后母保电抗器的零损耗，提高供电的可靠性和安全性，避免了因停电检修或更换系统中的元器件而带来经济损失。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种FSR母线残压保持系统，包括爆炸桥FSR、放电保护系统、母线电抗器L及与母线电抗器L串联的高速涡流开关K1，所述高速涡流开关K1的进线端经隔离刀闸G1与配电柜的进线端AL1相连，电抗器L的出线端经隔离刀闸G2与配电柜的出线端AL2相连，所述爆炸桥FSR并联于电抗器L的两端、用于系统短路后快速投入母线电抗器L，所述放电保护系统用于对补偿电容器组C短接保护后释放其电能，所述隔离刀闸G1的进线端经隔离刀闸G3与隔离刀闸G2的出线端相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述放电保护系统包括限流阻尼器RL和高速涡流开关K0，所述限流阻尼器RL的进线端经高速涡流开关K0与母线电抗器L的进线端相连，限流阻尼器RL的出线端与母线电抗器L的出线端相连。

所述爆炸桥FSR通过安装于电器柜中的快速控制系统控制其快速开断。

所述高速涡流开关K1为涡流驱动、真空灭弧室灭弧断路器。

所述高速涡流开关K0为涡流驱动、真空灭弧室灭弧断路器。

所述高速涡流开关KO、K1通过安装于电器柜中的快速控制系统控制其快速开断。

由上述技术方案可知，本发明通过断路器控制母保电抗器L投切速度要快，能及时有效切除隔离短路故障，防止短路故障范围的进一步扩大，有效保证母线在馈线支路短路故障时的不失压。具有可靠性高、结构简单、动作快、节省电缆和变压器投资及运行损耗等优点。

附图说明

图1是本发明的电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，本实施例的FSR母线残压保持系统，包括爆炸桥FSR、放电保护系统、母线电抗器L及与母线电抗器L串联的高速涡流开关K1，高速涡流开关K1的进线端经隔离刀闸G1与配电柜的进线端AL1相连，电抗器L的出线端经隔离刀闸G2与配电柜的出线端AL2相连，爆炸桥FSR并联于电抗器L的两端、用于系统短路后快速投入母线电抗器L，放电保护系统用于对补偿电容器组C短接保护后释放其电能，隔离刀闸G1的进线端经隔离刀闸G3与隔离刀闸G2的出线端相连。该隔离刀闸G1、G2、G3用于不停电检修或更换系统中的元器件，大大提高供电的可靠性和安全性，同时避免了因停电检修或更换系统中的元器件而带来经济损失。

该爆炸桥FSR通过安装于电器柜中的快速控制系统控制其快速开断，用于母线馈线下任一支路发生短路故障时，爆炸桥FSR能在2ms母线电抗器L快速串联到回路中，通过母保电抗器L将该条馈线的短路故障电流限制到该条馈线的额定电流的大小，大大降低了短路电流强度，能使支路断路器快速切除本支路的短路故障。

本实施例的，放电保护系统由限流阻尼器RL和高速涡流开关K0组成，限流阻尼器RL的进线端经高速涡流开关K0与母线电抗器L的进线端相连，限流阻尼器RL的出线端与母线电抗器L的出线端相连。该限流阻尼器RL用于快速释放母保电抗器L内的电磁能量，使母保电抗器L能快速进行下一次限流保护。该高速涡流开关K0用于短路故障切除后退出母线电抗器L。

高速涡流开关K0、K1为涡流驱动、真空灭弧室灭弧断路器，该高速涡流开关KO、K1通过安装于电器柜中的快速控制系统控制其快速开断，该快速控制系统由配电柜的控制器及控制系统构成。

工作原理：

当母线馈线下任一支路发生短路故障时，爆炸桥FSR能在2ms母保电抗器L投入时，通过母保电抗器L将该条馈线的短路故障电流限制到该条馈线的额定电流的大小，支路断路器能有效切除该支路的短路故障；当该支路断路器因出现故障时，不能快速切除本支路的短路故障时，快速控制系统立即控制高速涡流开关K1分闸，将整条支路进行隔离，防止短路故障的进一步扩大。当短路故障被本支路断路器切除后，快速控制系统立即高速涡流开关K0立即闭合，将母保电抗器L进行短接，防止母保电抗器L长期投入消耗大量无功损耗和用户端电压过低的实际运行问题。

本发明所述的FSR母线残压保护系统，维持了母线残压，保护其它重要负载不受一条支路短路故障的影响，具有支路断路器全部功能，不仅使该母线主变压器短路电流冲击产生的损害大大降低，同时使该变压器得到很好的保护，对其分支母线以下的断路器遮断容量也相应大大降低。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种FSR母线残压保持系统，其特征在于：包括爆炸桥FSR、放电保护系统、母线电抗器L及与母线电抗器L串联的高速涡流开关K1,所述高速涡流开关K1的进线端经隔离刀闸G1与配电柜的进线端AL1相连，电抗器L的出线端经隔离刀闸G2与配电柜的出线端AL2相连，所述爆炸桥FSR并联于电抗器L的两端、用于系统短路后快速投入母线电抗器L，所述放电保护系统用于对补偿电容器组C短接保护后释放其电能，所述隔离刀闸G1的进线端经隔离刀闸G3与隔离刀闸G2的出线端相连。

2.根据权利要求1所述的FSR母线残压保持系统，其特征在于：所述放电保护系统包括限流阻尼器RL和高速涡流开关K0，所述限流阻尼器RL的进线端经高速涡流开关K0与母线电抗器L的进线端相连，限流阻尼器RL的出线端与母线电抗器L的出线端相连。

3.根据权利要求1所述的FSR母线残压保持系统，其特征在于：所述爆炸桥FSR通过安装于电器柜中的快速控制系统控制其快速开断。

4.根据权利要求1所述的FSR母线残压保持系统，其特征在于：所述高速涡流开关K1为涡流驱动、真空灭弧室灭弧断路器。

5.根据权利要求2所述的FSR母线残压保持系统，其特征在于：所述高速涡流开关K0为涡流驱动、真空灭弧室灭弧断路器。

6.根据权利要求2所述的FSR母线残压保持系统，其特征在于：所述高速涡流开关KO、K1通过安装于电器柜中的快速控制系统控制其快速开断。