基于大容量高速开关FSR的自保护母线残压保持装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统母线残压保持技术领域，尤其是一种基于大容量高速开关FSR的自保护母线残压保持装置。

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。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，可以将区内网整体的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。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安全可靠，动作快，能及时切除隔离短路故障，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不失压的基于大容量高速开关FSR的自保护母线残压保持装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于大容量高速开关FSR的自保护母线残压保持装置，包括母保电抗器L、用于系统短路后快速投入母保电抗器L的大容量高速开关FSR、用于短路故障切除后退出母保电抗器L的第一高速涡流开关K0、用于限制母保电抗器L的放电冲击电流的放电阻尼器RL、用于防止母保电抗器L因长时间投入而发生损坏的高能型熔丝FU以及第二高速涡流开关K1；所述高能型熔丝FU与母保电抗器L串联，二者串联后分别与串联后的第一高速涡流开关K0和放电阻尼器RL、大容量高速开关FSR并联，第二高速涡流开关K1的一端接装置的进线端，另一端接高能型熔丝FU的进线端。

所述放电阻尼器RL由电感L和电阻R并联组成，所述放电阻尼器RL的一端与第一高速涡流开关K0的出线端相连，另一端与母保电抗器L的出线端相连。

所述第一高速涡流开关K0、第二高速涡流开关K1均为真空灭弧室灭弧断路器。

所述母保电抗器L、大容量高速开关FSR、第一高速涡流开关K0、放电阻尼器RL、高能型熔丝FU以及第二高速涡流开关K1均安装在配电柜内。

所述大容量高速开关FSR、第一高速涡流开关K0、第二高速涡流开关K1均通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。

由上述技术方案可知，本实用新型具有结构简单、安全可靠、动作快、动作无延时等优点，能在0.15ms投入母保电抗器L，远比目前市场上通过断路器控制母保电抗器L的投切速度要快，能及时切除隔离短路故障，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,又可以实现短路故障切除后母保电抗器的零损耗。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于大容量高速开关FSR的自保护母线残压保持装置，包括母保电抗器L、用于系统短路后快速投入母保电抗器L的大容量高速开关FSR、用于短路故障切除后退出母保电抗器L的第一高速涡流开关K0、用于限制母保电抗器L的放电冲击电流的放电阻尼器RL、用于防止母保电抗器L因长时间投入而发生损坏的高能型熔丝FU以及第二高速涡流开关K1；所述高能型熔丝FU与母保电抗器L串联，二者串联后分别与串联后的第一高速涡流开关K0和放电阻尼器RL、大容量高速开关FSR并联，第二高速涡流开关K1的一端接装置的进线端，另一端接高能型熔丝FU的进线端。所述母保电抗器L的出线端作为装置的出线端。

所述第二高速涡流开关K1依次通过高能型熔丝FU与母保电抗器L接地。所述大容量高速开关FSR用于在电力系统发生短路故障时，将母保电抗器L快速串联到回路中，通过母保电抗器L能有效限制短路电流的强度，大大减小短路电流对电气设备的冲击。

如图1所示，所述放电阻尼器RL由电感L和电阻R并联组成，所述放电阻尼器RL的一端与第一高速涡流开关K0的出线端相连，另一端与母保电抗器L的出线端相连。放电阻尼器RL用于限制母保电抗器L的放电冲击电流，防止母保电抗器L由于过流而损坏，使母保电抗器L两端电压能够限制在一个较低的水平，大大提高了母保电抗器L的投入限流的频率。

如图1所示，所述第一高速涡流开关K0、第二高速涡流开关K1均为真空灭弧室灭弧断路器。所述第一高速涡流开关K0的一端与放电阻尼器RL的进线端相连，另一端与母保电抗器L的进线端相连。当电力系统线路中发生短路故障，短路故障切除后，控制器立即控制第一高速涡流开关K0合闸，从而将母保电抗器L短接，实现正常运行母保电抗器L的零损耗。

如图1所示，所述高能型熔丝FU的一端与母保电抗器L的进线端相连，另一端与第二高速涡流开关K1的出线端相连。高能型熔丝FU用于控制母保电抗器L的投入时间，当母保电抗器L超过有效限流时间时，高能型熔丝FU立即断开，防止母保电抗器L因长时间投入而发生损坏。

如图1所示，所述母保电抗器L、大容量高速开关FSR、第一高速涡流开关K0、放电阻尼器RL、高能型熔丝FU以及第二高速涡流开关K1均安装在配电柜内。所述大容量高速开关FSR、第一高速涡流开关K0、第二高速涡流开关K1均通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。

本实用新型的工作原理如下：当母线馈线下任一支路发生短路故障时，大容量高速开关FSR能在0.15ms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，从而有效防止母线因一条支路出现故障而使整条母线失压，大大减小短路故障的范围。当母保电抗器L投入时，故障支路短路电流大大降低，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第二高速涡流开关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，快速控制系统控制第一高速涡流开关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。