一种电网故障限制及快速判断切除系统的制作方法

本发明涉及电网故障排除，尤其涉及一种电网故障限制及快速判断切除系统。

背景技术：

1、随着电力系统的不断发展，电网的规模不断扩大、接线方式日趋复杂，投入电网的各种保护、自动装置、故障录波器等二次设备越来越多，并且其功能也越来越先进，这些装置提供了更加丰富、全面的电网运行数据和信息，给变电站二次系统带来了一次巨大的技术革新。现有技术中，公司电网系统组成，由外电网110kv变电站引进两条35kv进线至35kv高压站s1、s2进线开关柜，再经1#、2#、3#主变压器将35kv电源降压为10kv供我公司高压电机使用，其中自10kv分别引出3条电源供甲醇及合成氨系统设备用电，引出2条电源供空分系统设备用电，引出2条电源供干熄焦系统设备用电，引出1条电源供老电厂系统设备用电，再经老电厂10/6kv变压器降压为6kv供化工厂老系统水泵、物流、及生活区设备用电。

2、一方面，现有的供电系统因设备长时间使用，老旧、过时，频繁出现多次高压电机接地故障事故引发供电系统闪络现象，致使生产系统关键设备停机、生产中断、相关电气设备损坏的安全事故，采购备品备件费用较高，造成不必要的经济损失。另一方面，供电系统硬件设备，内网接地、短路等电力故障事故时常发生，发生后焦炉、发电、化工、甲醇、合成氨系统生产停顿，需要一定的时间进行恢复，严重影响生产效率。而且供电系统硬件设备，内网接地、短路等电力故障，能引起公司荒煤气放散等环保事故。因此，提出一种电网故障限制及快速判断切除系统以针对性解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种电网故障限制及快速判断切除系统。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电网故障限制及快速判断切除系统，包括：设置在电网线路中的空分设备、干熄焦余热发电机、甲醇配电室和电路保护组件，所述电路保护组件包括：设置在所述电网线路中的快速真空断路器和组合式防爆过电压保护器；所述干熄焦余热发电机出口处为双层设计，一层和二层之间设置楼板，一层设置干熄焦余热发电机和pt避雷器，二层设置励磁变压器、零序电流互感器和零损耗深度限流装置，所述零损耗深度限流装置设置在所述干熄焦余热发电机出口处。

3、本发明一个较佳实施例中，所述快速真空断路器设置在直供线路、易发生短路故障的所述电网线路中。

4、本发明一个较佳实施例中，所述快速真空断路器工作步骤如下：步骤s1：当电路正常运行时，所述零损耗深度限流装置呈低阻抗状态，即换流器的vfc常合；步骤s2：当电路出现短路故障时，所述零损耗深度限流装置在10-20ms内完成从低阻抗状态向高阻抗状态的转变，即换流器的vfc快分，投入限流电抗器限制短路电流；步骤s3：当电路短路故障排除后，所述零损耗深度限流装置在20ms内完成从高阻抗状态向低阻抗状态的返回，即换流器的vfc再快合，将限流电抗器退出运行。

5、本发明一个较佳实施例中，设备基础采用机钢与楼板固定，与原接地网连接，且所有主设备连接采用硬铜母线。

6、本发明一个较佳实施例中，所述零损耗深度限流装置设置在零损耗深度限流装置柜内，所述干熄焦余热发电机设置在发电机进线隔离柜内，所述零损耗深度限流装置柜安装在所述发电机进线隔离柜一侧，且零损耗深度限流装置柜与所述发电机进线隔离柜通过二次电缆连接。

7、本发明一个较佳实施例中，在空分设备的进线侧、干熄焦余热发电机的进线侧以及甲醇配电室的进线侧均设置母线残压保持装置。

8、本发明一个较佳实施例中，母线残压保持装置由电流采集器、微机综保装置、换流器、限流电阻、快速控制器和后备开关组成。

9、本发明一个较佳实施例中，所述母线残压保持装置工作步骤如下：步骤s1：当电路正常工作时，后备开关和换流器均处于合闸状态；步骤s2：当电路发生短路故障时，母保控制器通过电流采集器测到短路电流，在2ms内判断出故障，立即向换流器发出快速开关分闸指令，20ms内将限流电阻投入线路，补偿本支路因短路而损失的阻抗，将本支路电流从短路电流限制到额定电流以内；步骤s3：若短路故障被切除后，本支路的工作电流恢复到正常范围，恢复本支路的正常供电；若短路故障点切除失败，控制器延时200-500ms向后备进线开关发出分闸指令，作为后备手段最后切除故障。

10、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

11、（1）本发明通过在干熄焦发电机出口处设置的零损耗深度限流装置，能够减少系统短路电流，满足现有设备短路电流处置能力，当电路出现短路故障时，零损耗深度限流装置在10-20ms内完成从低阻抗状态向高阻抗状态的转变，即换流器的vfc快分，投入限流电抗器限制短路电流将发电机提供给短路点的短路电流限制在5ka，总短路电流限制在31.5ka以内，保护发电机和供电系统，即电网线路中任何支路发生故障时，母线残压保持装置将电网主母线电压恢复到额定电压的90％，有效降低对电网的冲击和影响。

12、（2）本发明中若短路故障点切除失败，母线残压保持装置延时200-500ms向后备进线开关发出分闸指令，作为后备手段主动将故障总线路快速切除，来保证公司总电网电网供电的可靠性，能够有效消除因内部设备接地造成的电网闪络现象，避免引起公司荒煤气放散等环保事故，有效缩小事故范围、降低事故影响程度及遏制严重事故的发生，提高焦化企业供电系统安全和稳定性，减少不必要的设备停车隐患，减少企业经济损失和环保事故的发生。不会由于一有短路故障造成越级后备开关跳闸，同时能够进一步提高电网故障信息的综合利用水平和电网调度自动化程度，改善电网安全稳定运行状况，具有巨大的社会效益和可观的经济效益。

13、（3）本发明通过将母保阻抗投入线路，补偿本支路因短路而损失的阻抗，将本支路电流从短路电流限制到额定电流以内，从而维持了母线剩余电压在85%以上，保障母线对其它未发生短路故障的支路连续供电，非故障支路电动机不会低压释放，有效避免电机衰减输送反馈电流冲击。

技术特征：

1.一种电网故障限制及快速判断切除系统，包括：设置在电网线路中的空分设备、干熄焦余热发电机、甲醇配电室和电路保护组件，其特征在于，所述电路保护组件包括：设置在所述电网线路中的快速真空断路器和组合式防爆过电压保护器；所述干熄焦余热发电机出口处为双层设计，一层和二层之间设置楼板，一层设置干熄焦余热发电机和pt避雷器，二层设置励磁变压器、零序电流互感器和零损耗深度限流装置，所述零损耗深度限流装置设置在所述干熄焦余热发电机出口处。

2.根据权利要求1所述的一种电网故障限制及快速判断切除系统，其特征在于：所述快速真空断路器设置在直供线路、易发生短路故障的所述电网线路中。

3.根据权利要求2所述的一种电网故障限制及快速判断切除系统，其特征在于：所述快速真空断路器工作步骤如下：

4.根据权利要求1所述的一种电网故障限制及快速判断切除系统，其特征在于：设备基础采用机钢与楼板固定，与原接地网连接，且所有主设备连接采用硬铜母线。

5.根据权利要求1所述的一种电网故障限制及快速判断切除系统，其特征在于：所述零损耗深度限流装置设置在零损耗深度限流装置柜内，所述干熄焦余热发电机设置在发电机进线隔离柜内，所述零损耗深度限流装置柜安装在所述发电机进线隔离柜一侧，且零损耗深度限流装置柜与所述发电机进线隔离柜通过二次电缆连接。

6.根据权利要求1所述的一种电网故障限制及快速判断切除系统，其特征在于：在空分设备的进线侧、干熄焦余热发电机的进线侧以及甲醇配电室的进线侧均设置母线残压保持装置。

7.根据权利要求1所述的一种电网故障限制及快速判断切除系统，其特征在于：母线残压保持装置由电流采集器、微机综保装置、换流器、限流电阻、快速控制器和后备开关组成。

8.根据权利要求7所述的一种电网故障限制及快速判断切除系统，其特征在于：所述母线残压保持装置工作步骤如下：

技术总结
本发明公开了一种电网故障限制及快速判断切除系统，包括：设置在电网线路中的空分设备、干熄焦余热发电机、甲醇配电室和电路保护组件，电路保护组件包括：设置在电网线路中的快速真空断路器和组合式防爆过电压保护器；干熄焦余热发电机出口处为双层设计，一层和二层之间设置楼板，一层设置干熄焦余热发电机和PT避雷器，二层设置励磁变压器、零序电流互感器和零损耗深度限流装置。通过在干熄焦发电机出口处设置的零损耗深度限流装置，能够减少系统短路电流，满足现有设备短路电流处置能力，电网线路中任何支路发生故障时，母线残压保持装置将电网主母线电压恢复到额定电压的90％，有效降低对电网的冲击和影响。

技术研发人员：翟廉贺,陈彦汀,李高杰,李晓培,王晓芳,王浩滨
受保护的技术使用者：河南中鸿集团煤化有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16