CN201153210Y - 发电机出口的保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种发电机出口的保护电路，其电路连接构成如下：在发电机的每一相线串联电抗器，在每一相线串联电抗器的两端并联高速开关装置，高速开关装置由载流桥体、高压限流熔断器、非线性限压移能氧化锌电阻并联构成，测控单元的信号输入端接相线，测控单元的触发信号接载流桥体的触发端。当短路时，高速开关装置FSR快速断开，发电机的过流受电抗器限制在允许范围内。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种保护电路，特别是指一种发电机出口的保护电路。发电机的出口串联保护电路，当发电机出口短路时，保护发电机不被短路烧毁。
背景技术
在中小型热电联产项目中，一般发电机组容量较小，不采用单元接线方式。发电机出口加装断路器，采用单母线分段方式，并网及操作比较灵活。
目前，现有的发电机出口断路器是用来开断短路故障的电器。对于电磁分闸系统的断路器其开断动作过程为：检测装置(一般为电流互感器)检测到故障信号，启动继电器触头闭合，断路器操动机构分闸线圈通电，断路器触头打开、燃弧以至熄弧。
当用断路器来保护发电机出口端短路时，对于高速断路器从继电保护装置的起动机构动作至断路器触头打开至少需要30～40ms；对于低速断路器则需60～70ms、甚至80～90ms。触头打开后电弧开始燃烧。对比图2与图3可明显看出电弧的作用。
从用断路器保护发电机出口端短路的过程来看，在发电机出口端或出口端附近发生短路时，将出现很大的短路电流；由于断路器的固有动作时间大于100ms，断路器开断的仅是接近于稳态电流的短路电流，而短路电流的最大值已从发电机及断路器中流过，这对发电机和断路器都有很大的电动力和热效应。几次重大故障就可能将一台造价数百万元的发电机损坏，并可能引起断路器的爆炸。
在使用中发现，在发电机容量较大和系统容量较大时，其出线短路电流大，对发电机及其他配电设备影响较大，尤其要提高系统断路器开短电流，这样需增加大量的投资。常规设计采用在发电机出口或分支出线加装限流电抗器以降低系统短路电流。采用该措施带来的后果是在系统中增加了大量的感性电抗，要维持系统稳定运行就需增加发电机的无功出力，增加系统的电能损耗。
发明内容
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种发电机出口的保护电路，在发电机出口电抗器与高速开关装置(以下简称FSR)并联，在正常运行时FSR将电抗器短接，避免了电抗器巨大的电能损耗和大型电动机的启动时的电压降。发电机短路时FSR快速断开，负荷侧断路器的开断电流由电抗器限制到允许范围。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：
在发电机的每一相线串联电抗器，在每一相线串联电抗器的两端并联高速开关装置，高速开关装置由载流桥体、高压限流熔断器、非线性限压移能氧化锌电阻并联构成，测控单元的信号输入端接相线，测控单元的触发信号接载流桥体的触发端。
本实用新型相比现有技术具有如下优点：
a.由于FSR的限流性，设备不再遭受短路电流的冲击，延长了发电机、主变等设备的使用寿命，大大提高了系统设备在动稳定与热稳定方面的安全裕度；
b.FSR的快速性，使故障切除的时间大大缩短(小于3ms)，更能有效地保护设备，大量的研究结果表明，只有在20ms内切除故障，才能避免主变、发电机等设备的损坏，并避免主变、发电机停运；
c.FSR限制了开断过电压，使开断过程中产生的过电压限制在设备允许的范围内；
d.对较小的短路电流，由与FSR串联的断路器开断，FSR不动作。对较大的短路电流，在FSR动作的同时，断路器也动作，但由于其动作时间长，因此在FSR开断、截流约80ms后才动作，断路器开断时，线路中已无电流流过，提高了断路器的使用寿命；
由于FSR动作快，在短路电流上升的起始阶段就已被截流，可使最大短路冲击电流及与系统热稳定有关的I2t大大降低，使系统的动稳定和热稳定裕度大大提高。
附图说明
图1为发电机出口的保护电路；
图2为不对称性最严重相短路电流波形；
图3为当短路故障时，断路器开断时的短路电路波形。
其中：t0…短路发生时刻 t1…给断路器发出脱口脉冲
t2…断路器触点分开 t3…电流过零，电弧熄灭
图号说明
FS……载流桥体 FU……高压限流熔断器 FR……非线性限压移能氧化锌电阻 F……发电机 L……电抗器
具体实施方式
请参考图1发电机出口的保护电路，在发电机的每一相线串联电抗器，在每一相线串联电抗器的两端并联高速开关装置，高速开关装置由载流桥体、高压限流熔断器、非线性限压移能氧化锌电阻并联构成，测控单元的信号输入端接相线，测控单元的触发信号接载流桥体的触发端。
载流桥体FS与高压限流熔断器FU阻抗相比为1∶2000。因此正常运行时发电机工作电流经载流桥体FS流过，系统发生故障短路时，接到测控单元的分断命令后，载流桥体FS在0.15ms之内爆破断开，电流转移至高压限流熔断FU，载流桥体FS断开后全部短路电流转移到高压限流熔断器FU，使高压限流熔断器FU在0.5ms内熔断，并产生足够的弧压，高压限流熔断器FU断开时产生的弧压使非线性限压移能氧化锌电阻FR导通，非线性限压移能氧化锌电阻FR吸收高压限流熔断器FU开断后产生的电弧能量及电源注入的能量，使高压限流熔断器FU顺利熄弧，并把断开时的过电压限制在允许的2.5倍相电压范围内。
测控单元由安徽凯立科技股份有限公司，其型号为ZK。
测控单元检测相线电流和电流变化率，当电流幅值和电流变化率同时超过定值时，判断为短路发生，并采用3个相同的独立工作的测控单元，以“三取二”动作方式做出判断，向FS发出分断信号。
FSR利用其自身的快速性达到了限流目的，即在短路电流上升的初级阶段即将短路电流切断，并转移电抗器上加以限制，使其不能以无电抗器时的短路电流的峰值流向短路点，使配电设备不会承受高出其许可的电流值。所以大容量高速开关装置(FSR)并联电抗器是解决短路电流难题的一种理想的设计理念。
通过上述分析可知，在发电机出口电抗器与高速开关装置(FSR)并联，在正常运行时FSR将电抗器短接，避免了电抗器巨大的电能损耗和大型电动机的启动时的电压降。短路时FSR快速断开，负荷侧断路器的开断电流受电抗器限制到允许范围。
Claims (1)
1、一种发电机出口的保护电路，其特征在于：在发电机的每一相线串联电抗器，在每一相线串联电抗器的两端并联高速开关装置，高速开关装置由载流桥体、高压限流熔断器、非线性限压移能氧化锌电阻并联构成，测控单元的信号输入端接相线，测控单元的触发信号接载流桥体的触发端。
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|---|---|---|---|
| CNU2007203110687U CN201153210Y (zh) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 发电机出口的保护电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNU2007203110687U CN201153210Y (zh) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 发电机出口的保护电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201153210Y true CN201153210Y (zh) | 2008-11-19 |
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ID=40128887
Family Applications (1)
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| CNU2007203110687U Expired - Lifetime CN201153210Y (zh) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 发电机出口的保护电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN201153210Y (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104979811A (zh) * | 2014-04-02 | 2015-10-14 | 国家电网公司 | 一种爆破式短路电流限制器 |
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2007
- 2007-12-20 CN CNU2007203110687U patent/CN201153210Y/zh not_active Expired - Lifetime
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