CN202917965U - 一种母线残压保持装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种母线残压保持装置，包括测控单元，高阻抗限流单元，以及分别与测控单元连接的快速换流器、罗克线圈和电流互感器；快速换流器与罗克线圈串联形成通路，通路与高阻抗限流单元并联连接，且通路的输出端、高阻抗限流单元的输出端均与电流互感器的输入端连接。本实用新型结构简单、制作成本低，在20毫秒以内将出现短路故障的支路阻抗增加到关联系统总阻抗的20倍以上，将母线残压恢复及保持到额定电压的95%以上；使用本实用新型母线残压保持装置后，当支路内发生短路故障时，母线残压能迅速恢复并得到保持。

Description

一种母线残压保持装置

技术领域

本实用新型涉及中压电网的支路短路保护装置，具体一种母线残压保持装置。

背景技术

电力电网中压系统或企业内部中压电网某一电压等级的供电系统中，若某一条支路发生短路，与该支路相连的母线上电压陡降严重，母线残余的电压（以下称残压）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我国现行断路器（开关）开断短路故障的时间，大约在70～100ms左右，即微机综合保护判断故障的时间（10ms-20ms），加上断路器固有动作时间（40ms-60ms），再加上电弧过零时间（﹤20ms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”。 

“晃电”发生期间，母线残压很低，使一些未发生短路故障的关联系统负载运行中断，如：变频器、电磁阀等运行中断。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。

国内目前为解决短路故障带来的关联系统故障问题，使用工业UPS及提高电机阻抗等辅助技术来解决继电器及关联系统负载运行中断问题，但无法解决故障解除后启动电流对电动机冲击问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种母线残压保持装置，其结构简单，安装于中压电网的支路上，有效利用罗克线圈检测支路短路状况，及时切除短路部分，保证支路的正常使用。

本实用新型的技术方案为：

一种母线残压保持装置，包括测控单元，高阻抗限流单元，以及分别与测控单元连接的快速换流器、罗克线圈和电流互感器；所述的快速换流器与罗克线圈串联形成通路，通路与高阻抗限流单元并联连接，且所述的通路的输出端、高阻抗限流单元的输出端均与电流互感器的输入端连接。

所述的母线残压保持装置还包括有与测控单元连接的切离开关，所述的切离开关与高阻抗限流单元串联形成高阻抗限流电路，高阻抗限流电路与所述的通路并联连接，所述的高阻抗限流电路的输出端与电流互感器的输入端连接。

所述的快速换流器的输出端与罗克线圈的输入端串联形成通路。

所述的高阻抗限流单元的输出端与切离开关的输入端串联形成高阻抗限流电路。

所述的高阻抗限流单元选用电容、电阻或电感。

本实用新型的优点：

本实用新型根据罗克线圈检测支路短路状况，短路时，使电流通过高阻抗限流单元，限制短路电流，短路电流幅值大大降低，使支路设备在发生短路故障6～16毫秒内，将母线残压保持在额定电压的95%以上，保证其他无故障支路敏感负载正常工作，同时主变压器等设备所受到的短路冲击大大降低；

本实用新型包括有与高阻抗限流单元串联的切离开关，在短路故障无法解除时，断开高阻抗限流电路，使电流也不能通过高阻抗限流电路，彻底切断支路电流，使母线电压恢复正常；

本实用新型的电流互感器实时采集支路电流然后传输给测控单元，当检测支路电流接近额定电流时，测控单元立即给快速换流器命令，快速换流器闭合，高阻抗限流电路退出，短路支路即可恢复正常运行；

本实用新型结构简单、制作成本低，在20毫秒以内将出现短路故障的支路阻抗增加到关联系统总阻抗的20倍以上，将母线残压恢复及保持到额定电压的95%以上；使用本实用新型母线残压保持装置后，当支路内发生短路故障时，母线残压能迅速恢复并得到保持。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的安装结构示意图。

具体实施方式

见图1，一种母线残压保持装置，包括测控单元，高阻抗限流单元R，以及分别与测控单元连接的快速换流器ZK、罗克线圈LK、切离开关ZJ和电流互感器CT；高阻抗限流单元R的输出端与切离开关ZJ的输入端串联形成高阻抗限流电路，快速换流器ZK的输出端与罗克线圈LK的输入端串联形成通路,高阻抗限流电路与通路并联连接，且高阻抗限流电路中切离开关ZJ的输出端、通路中罗克线圈LK的输出端均与电流互感器CT的输入端连接。

见图2，本实用新型安装于支路上，其高阻抗限流单元R的输入端、快速换流器ZK的输入端均与母线连接，其电流互感器CT的输出端与分支母线连接，其中，d为短路点。

本实用新型的使用原理：

（1）、当支路出现短路，测控单元通过罗克线圈LK监测支路短路电流，当短路电流大于设定值，测控单元向快速换流器ZK发出动作信号，快速换流器ZK在2-3毫秒内快速断开通路，短路电流换流进入高阻抗限流电路中，限制短路电流，短路电流幅值大大降低，使支路设备在发生短路故障6～16毫秒内，将母线残压保持在额定电压的95%以上，保证其他无故障支路敏感负载正常工作，同时主变压器等设备所受到的短路冲击大大降低；

（2）、支路内的短路故障切除后，电流互感器CT实时采集的支路电传输给测控单元，当支路电流接近额定电流时，测控单元立即给快速换流器ZK命令，快速换流器ZK在10毫秒内闭合，高阻抗限流电路退出，短路支路即可恢复正常运行；

（3）、发生短路故障的支路在发生短路超过300毫秒，故障仍没有解除，测控单元根据罗克线圈LK和电流互感器CT的采集值判定认为是故障点的支路真空断路器拒动或支路的母线故障，立即给切离开关ZJ发出断开命令，彻底切除该支路，使母线电压恢复正常。

Claims (5)

1.一种母线残压保持装置，其特征在于：包括测控单元，高阻抗限流单元，以及分别与测控单元连接的快速换流器、罗克线圈和电流互感器；所述的快速换流器与罗克线圈串联形成通路，通路与高阻抗限流单元并联连接，且所述的通路的输出端、高阻抗限流单元的输出端均与电流互感器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种母线残压保持装置，其特征在于：所述的母线残压保持装置还包括有与测控单元连接的切离开关，所述的切离开关与高阻抗限流单元串联形成高阻抗限流电路，高阻抗限流电路与所述的通路并联连接，所述的高阻抗限流电路的输出端与电流互感器的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种母线残压保持装置，其特征在于：所述的快速换流器的输出端与罗克线圈的输入端串联形成通路。

4.根据权利要求2所述的一种母线残压保持装置，其特征在于：所述的高阻抗限流单元的输出端与切离开关的输入端串联形成高阻抗限流电路。

5.根据权利要求1或2所述的一种母线残压保持装置，其特征在于：所述的高阻抗限流单元选用电容、电阻或电感。

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