专利名称：零损耗深度限流装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力系统的短路保护装置，具体涉及一种零损耗深度限流装置。
背景技术：
众所周知，电力系统发生短路故障时，短路电流一般为额定电流的十几倍，这给变压器、发电机、断路器、输电线路等电气设备造成很大危害，而目前较为经济实用的真空断路器的开断能力均在40KA以下，开断时间需要几十毫秒。随着各类型用电企业的发展壮大，用电负荷大举攀升，主变压器容量也相应增大，各企业电网系统面临短路电流已经接近和达到负载真空断路器的最大使用极限，负载侧真空断路器容量不足、变压器抗短路电流冲击能力设计不足等问题，严重威胁着企业安全运行。面临越来越严重的短路电流超标问题，很多企业采用高阻抗变压器限制系统短路电流，但变压器加大阻抗没有最终解决限流深度的问题，电动力减少甚微，还带来了有功无功损耗、投资成本上升。采用普通串联限流电抗器也没有从根本上解决限流深度问题(电抗器均在百分之十几左右)，同时带来了有功无功损耗、母线压降、漏磁场等弊病，系统发生短路时由于限流深度不够，不能有效地保护发电机、变压器等主要电气设备，在巨大的短路电流冲击下产生绕组变形而损坏，发生灾难性事故。目前市场上使用的爆炸型大容量高速开断装置和电抗器并联运行，虽然解决了电抗器有功无功损耗、电压降、漏磁场等问题，但是当发生短路故障后其一次元器件动作，电抗器投入工作并没有解决限流深度问题。该类型装置需要更换新的备件，方可重新投入运行。企业运行费用不仅增加，并且增加了安装柜体的空间及电抗器装置之间的母线连接，人为地设置了故障隐患点。因此开发出一冲快速、可靠地深度限制短路电流的电抗器，不仅对电力系统安全可靠地运行显得十分重要，而且对降低电气设备使用厂家的设备成本也具有十分重要的意义。
实用新型内容针对现有技术存在的上述缺点和不足，本实用新型提供了一种零损耗深度限流装置，本实用新型可在短路电流的初始阶段，快速投入深度限流电抗器即将短路电流限制在可靠地范围内，从而达到了保护发配电设备及供电线路的目的，满足电力系统对短路保护的需求。本实用新型通过以下技术方案实现一种零损耗深度限流装置，包括监视系统电流的罗克线圈，在电流接近过零点时三相分别准确分闸开断的高速涡流驱动开关，采样、计算、向后台发出动作指示信号的监控单元，限制短路电流的深度限流电抗器；通过所述罗克线圈监视系统电流，当短路电流大于设定的幅值，高速DCP快速精确预测出三相电流过零点的精确时间，分别在每相电流过零点之前发出信号；所述高速涡流驱动开关在电流接近过零点时三相分别准确分闸开断，短路电流换流进入所述深度限流电抗器中，限制短路电流；所述测控单元向后台发出动作指示信号，将短路电流限制在原幅值50%以下；短路故障排除后，所述测控单元自动检测母线电压回升立即给所述高速涡流驱动开关发出合闸命令，所述深度限流电抗器退出，系统恢复正常运行。优选的，所述深度限流电抗器为干式空心深度限流电抗器。优选的，所述零损耗深度限流装置还包括防触头撞击装置，确保合闸无反弹。本实用新型的有益效果如下在系统无短路故障发生时，电抗器阻抗最小；在系统发生短路故障时，电抗器阻抗增大，在系统短路故障排除后，立即返回原工作状态。本实用新型可在短路电流的初始阶段，快速投入深度限流电抗器即将短路电流限制在可靠地范围内，使保护发配电设备及供电线路受到的短路电流冲击大大降低，从而达到了保护发配电设备及供电线路的目的，满足电力系统对短路保护的需求。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。如图1所示的零损耗深度限流装置，包括监视系统电流的罗克线圈2，在电流接近过零点时三相分别准确分闸开断的高速涡流驱动开关3，采样、计算、向后台发出动作指示信号的监控单元1，限制短路电流的干式空心深度限流电抗器4 ;通过所述罗克线圈监视系统电流，当短路电流大于设定的幅值，高速DCP快速精确预测出三相电流过零点的精确时间，分别在每相电流过零点之前发出信号；所述高速涡流驱动开关在电流接近过零点时三相分别准确分闸开断，短路电流换流进入所述深度限流电抗器中，限制短路电流；所述测控单元向后台发出动作指示信号，将短路电流限制在原幅值50%以下；短路故障排除后，所述测控单元自动检测母线电压回升立即给所述高速涡流驱动开关发出合闸命令，所述深度限流电抗器退出，系统恢复正常运行。本实用新型的工作原理如下本装置通过罗克线圈监视系统电流，当短路电流大于设定的幅值，高速DCP通过固定算法快速精确的预测出三相电流过零点的精确时间，分别在每相电流过零点之前发出
信号;高速开关在电流接近过零点时三相分别准确分闸开断，短路电流换流进入深限流电抗器中，限制短路电流，短路电流幅值大大降低；测控单元向后台发出动作指示信号，在7 15毫秒内将短路电流限制在原幅值50%以下，使系统所受到的短路冲击大大降低，保护系统内变压器和发电机等电气设备，同时提高了短路点负载真空断路器使用寿命，保证了系统的安全运行；短路故障排除后，测控单元自动检测母线电压回升立即给高速开关发出合闸命令，深限流电抗器退出，系统即可恢复正常运行。本实用新型的特点如下1、动作速度快本装置能在系统发生短路的7 15毫秒内将短路电流开断，深度限流电抗器将短路电流降至50%以下。本装置中使用高速涡流驱动开关，能实现5毫秒以内分闸，10毫秒合闸。同时测控单元使用高精度、高速数模转换器，不断对系统电流进行检测，当电流大于设定值时，通过高速DSP技术和固定算法，在你2毫秒内快速计算短路电流及电流过零点的精确时刻，并在过零点之前发出动作信号，驱动开关在过零点之前切断电路，确保燃弧时间最短，在7 15毫秒内将短路电流换入深限流电抗器中。2、使用寿命长本装置中开关使用高速涡流驱动机构，比普通短路器所使用的弹簧操作机构运动部件减少80%，且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，深限流电抗器无短路发生时，处于零损耗，不发热，无压降，使用寿命长。3、动作分散度小由于大幅度地缩短了合闸时间并配置了直接驱动的高速涡流驱动机构，合闸分散度控制在O.1毫秒以内。本实用新型适用范围如下1、本装置可代替高阻抗变压器、普通串联限流电抗器、爆炸型大容量高速开断装置，在新供用电系统设计及企业系统改造时，可利用本装置，加大系统阻抗，使负荷侧断路器的开断电流进一步减少，降低造价，因此，本装置为节能和经济有效的限流方案；2、短路发生时本装置快速投入母联深度限流电抗器就，加大系统内抗，故障点排除后，深度限流电抗器就退出，不影响整个系统的正常运行，联网运行使变压器的使用价值得到提高，大大减少系统扩建或联网运行所需要投资； 3、线路短路时，本装置快速投入电抗器，深限流电抗器上的残压可完全满足维持重要负荷继续运行而不受影响，对不允许瞬时间断供电须强行自启动的重要负载，可提高供电质量；4、本装置开断容量大，限制短路电流深，是发电机出口及厂用分支的理想保护设备，使发电机和变压器得到快速有效的保护。本实用新型的使用环境条件如下1、环境温度_40°C 50°C ；2、海拔高度一般不大于2000米，大于2000米特殊设计；3、使用场所无酸碱腐蚀处；4、相对湿度日平均相对湿度不大于95%。
权利要求1.一种零损耗深度限流装置，其特征在于，包括监视系统电流的罗克线圈，在电流接近过零点时三相分别准确分闸开断的高速涡流驱动开关，采样、计算、向后台发出动作指示信号的监控单元，限制短路电流的深度限流电抗器；通过所述罗克线圈监视系统电流，当短路电流大于设定的幅值，高速DCP快速精确预测出三相电流过零点的精确时间，分别在每相电流过零点之前发出信号；所述高速涡流驱动开关在电流接近过零点时三相分别准确分闸开断，短路电流换流进入所述深度限流电抗器中限制短路电流；所述测控单元向后台发出动作指示信号，将短路电流限制在原幅值50%以下；短路故障排除后，所述测控单元自动检测母线电压回升立即给所述高速涡流驱动开关发出合闸命令，所述深度限流电抗器退出，系统恢复正常运行。
2.根据权利要求1所述的零损耗深度限流装置，其特征在于，所述深度限流电抗器为干式空心深度限流电抗器。
3.根据权利要求1或2所述的零损耗深度限流装置，其特征在于，所述零损耗深度限流装置还包括防触头撞击装置。
专利摘要本实用新型涉及一种零损耗深度限流装置，包括罗克线圈、高速涡流驱动开关、监控单元和深度限流电抗器；通过所述罗克线圈监视系统电流，当短路电流大于设定的幅值，高速DCP快速精确预测出三相电流过零点的精确时间，分别在每相电流过零点之前发出信号；所述高速涡流驱动开关在电流接近过零点时三相分别准确分闸开断，所述深度限流电抗器限制短路电流至原幅值50%以下；短路故障排除后，所述测控单元立即给所述高速涡流驱动开关发出合闸命令，所述深度限流电抗器退出，系统恢复正常运行。本实用新型可在短路电流的初始阶段，快速投入深度限流电抗器将短路电流限制在可靠地范围内，达到保护发配电设备的目的，满足电力系统对短路保护的需求。
文档编号H02H9/02GK202872353SQ20122052715
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者陈兵, 王道清 申请人:安徽中瑞电气技术有限公司