零损耗深度限流装置 WH-ZLB
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一、装置概述
目前,随着电网规模的不断扩大,许多级中压电网短路电流已经接近甚至超过断路器的开断能力,使得开断相间短路故障的安全性受到威胁。更为严重的是,由于抗短路能力不适应安装地点的短路电流水平,110kV及以上大型变压器因外部短路导致严重损坏的事故时有发生。
传统措施是采用普通限流电抗器来限制短路电流,使之满足断路器的安全开断性能要求。但这种技术措施存在电抗器正常运行时带来的巨大电能损耗、大功率负荷启动时电压波动和电磁干扰等问题,并且由于企业自身发电机装机容量较大,目前电抗器的限流深度已经难以满足断路器安全开断要求。
针对上述断路器开断安全性和大型变压器事故问题,我公司专门研制出WH—ZLB型无损耗深度限流装置来解决这个问题。
与普通限流电抗器相比,无损耗深度限流装置克服了电抗器正常运行时带来的巨大电能损耗、电压波动和电磁干扰等问题;与爆炸型大容量高速开断装置与电抗器并联方案相比,可避免更换一次性使用的元件带来的维护工作量加大和运行成本增加的问题,而且还避免了大容量高速开断装置所需的安装空间以及由于柜体与电抗器之间的连接母排导致事故率增加等问题。
二、装置的工作原理

图1 WH-ZLB装置原理图
三、装置构成及功能
3.1快速换流器:
快速开关,分闸时间<5ms,合闸时间<10ms。当系统发生短路故障时,可以在7~15ms内快速分断,将深度限流器投入系统中,在短路电流的首波时间电流转移并限流。
3.2测控子站:
终端控制板通过光纤与测控子站连接,将系统的运行状态传输给测控子站并显示;当发生短路故障时,有测控子站进行数据和控制命令的统一调度,并显示故障记录等;也可以通过测控子站与用户后台进行通讯互联。
3.3深度限流器:
根据工程特殊需要而特制的深度限流电抗器,电抗率设计范围可以达到6%~80%,配合快速换流器实现短路电流的深度限制;由于长期被短接,短路时短时运行的特性,因此其限流深度更深的情况下,体积却小于普通限流电抗器。
3.4高精度开关电源:
本高精度开关电源充电功率大,体积小,拆装方便;采用限压恒流间歇式充电方式,充电速度快,待机功耗小,EMC抗干扰性能强。
3.5终端控制板:
测控终端板通过专用高保真电流采集器,采集系统电流,并通过专用快速算法快速识别系统故障类型。当系统发生短路故障时,2ms之内精准预测电流过零时刻,并在短路电流过零前配合快速换流器动作时间发出分闸信号,实现短路电流过零开断。
四、装置技术参数
4.1型号说明

4.2装置的技术参数表
| 参数类型 | 参数名称 | 数值范围 | 单位 |
| 额定参数 | 额定电压 | 6、10、35 | kV |
| 额定电流 | 1000、1600、2000、2500、3150、4000、5000 | A | |
| 额定频率 | 50 ( 6o ) | Hz | |
| 额定电抗率 | 6~80% | ||
| 绝缘水平 | 1min工频耐受电压 | 6/28、10/42、35/95 | kV |
| 雷电冲击耐受电压 | 6/65、10/75、35/185 | kV | |
| 开断能力 | 额定短路开断电流 | 40、50、63、80 | kA |
| 2s额定短时耐受电流 | 40、50、63、80 | kA | |
| 额定峰值耐受电流 | 100、125、160、200 | kA | |
| 机械特性 | 主回路直流电阻 | <100 | uQ |
| 合闸时间 | 6/10kV ( 10~12)35kV ( <20) | ms | |
| 分闸时间 | <5(6/10kV)<8 (35kV) | ms | |
| 合闸分散度 | <0.2 | ms | |
| 分闸分散度 | <0.1 | ms | |
| 单相重量 | <1000 | kg | |
| 外形尺寸 | 不大于Φ1000 x1000(根据实际工程可调整) | mm | |
| 工作电源 | AC220 | v |
备注:35kV的额定电流在3150A以下。
五、装置特点
5.1动作速度快
利用快速涡流驱动技术开发的快速真空断路器,合闸时间可以做到15ms左右,分闸时间可以做到小于5ms;快速识别器可在2ms内判断出短路电流的幅值和过零点并向快速换流器发出分闸指令;发生相间短路故障后装置可在7—8ms之内快速动作,在短路电流第一次过零点将深度限流器投入,实现深度限流。
5.2开断能力强
本装置中的分相快速真空断路器为三相独立动作,利用对触头刚分时间的合理控制,确保各相动作均能实现准确的“过零开断”,使断路器触头间燃弧能量最小,大大增加了灭弧室的开断裕度,短路开断能力最高可达到80kA。
5.3限流效果好
本装置中深度限流器由短时工作的限流电抗器或大能容线性氧化锌构成。采用特殊限制技术的快速换流器两端并联深度限流器后,开断过程中可以满足瞬态恢复电压21kV断口不重燃。对于6—35kV系统,只要适当设计深度限流器的参数,本装置的限流深度最高可以做到80%。
5.4使用寿命长
本装置中开关使用快速涡流驱动机构,使用简单的直线运动,没有复杂的传动机构,磨损极小,机械寿命及可靠性大大提高。同时,本装置系过零点开断,燃弧期间的燃弧量不到普通断路器的10%,开断容量大大提高,触头烧灼小,其触点电寿命呈级数上升。
性能高可靠
本装置的快速换流器、控制部分等核心部件均为国外生产,即使在强电磁干扰环境下,仍能可靠运行。同时,快速识别器带有实时自检功能,确保其始终可靠运行,各功能信息均能发送后台报警监控。
5.5动作分散小
由于大幅度的缩短了合闸时间并配置了直接驱动的快速涡流驱动机构,合闸分散度可以控制在0.2ms以内,分闸分散度可以做到0.1ms以内。
六、装置使用条件
环境温度:-40~+50℃
海拔高度:≤2000 m
周围空气湿度:日平均湿度≤96%、月平均湿度≤90%
地震烈度:8度(水平加速度0.25g、垂直加速度0.105g)
使用环境:不得有粉尘、煤气、烟气等具有爆炸性、腐蚀性和易燃性的混合物
具有钢结构工程专业承包二级资质、建筑工程施工总承包贰级资质;公司主营产品包括重钢、轻钢、网架及檩条、彩钢板等钢结构产品;近年来,公司承接了国内外大型结构件、桥梁、车库、标准化厂房等具有较大影响力的一系列项目;产品远销白俄罗斯、赞比亚、印尼等国家,得到了一致好评。
关键词: 零损耗深度限流装置 WH-ZLB
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