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ZLB零損耗深度限流裝置
【日期】 2011年12月29日   【瀏覽】 [16986]
     眾所周知,電力系統發生短路故障時,短路電流一般為額定電流的十幾倍,給變壓器、發電機、斷路器、輸電線路等電氣設備造成很大危害,而目前較為經濟實用的真空斷路器的開斷能力均在40KA以下,開斷時間需要幾十毫秒。隨著各類型用電企業的發展壯大,用電負荷大舉攀升,主變壓器容量也相應增大,各企業電網系統面臨短路電流已經接近和達到負載真空斷路器的最大使用極限,負載側真空斷路器開斷容量不足、變壓器抗短路電流沖擊能力設計不足等問題,嚴重威脅著企業安全運行。
     面臨越來越嚴重的短路電流超標問題,很多企業采用高阻抗變壓器限制系統短路電流,但變壓器加大阻抗沒有最終解決限流深度問題,電動力減少甚微,還帶來了有功無功損耗、投資成本上升。
采用普通串聯限流電抗器也沒有從根本上解決限流深度問題(電抗率均在百分之十幾左右),同時帶來了有功無功損耗、母線壓降、漏磁場等弊病,系統發生短路時由于限流深度不夠,不能有效的保護發電機、變壓器等主要電氣設備,在巨大的短路電流沖擊下產生繞組變形而損壞,災難性事故發生。
目前市場上使用的爆炸型大容量高速開斷裝置和電抗器并聯運行,雖然解決了電抗器有功無功損耗、電壓降、漏磁場問題,但是當發生短路故障后其一次元器件動作,電抗器投入工作并沒有解決限流深度問題。該類型裝置需要更換新的備件,方可重新投入運行。企業運行費用不僅增加,并且增加了安裝柜體的空間及電抗器裝置之間的母線連接,人為的設置了故障隱患點。
    零損耗深度限流裝置(ZLB)是本公司為了滿足電力系統對短路保護的需求而開發的一種新型短路限流保護裝置,它可在短路電流的初始階段,快速投入深度限流電抗器即將短路電流限制在可靠的范圍內,從而達到了保護發配電設備及供電線路的目的。
優質限流電抗器必須具備:
系統無短路故障發生時,電抗器阻抗最小——零損耗;
系統發生短路故障時,電抗器阻抗很大——深度限流;
系統短路故障切除后,立即返回原工作狀態。

工作原理
    本裝置通過羅克線圈,監視系統電流,當短路電流大于設定的幅值,高速DCP通過專用算法,快速精確的預測出三相電流過零點的精確時間,分別在每相電流過零之前發出信號。
高速開關在電流接近過零點時三相分別準確分閘開斷,短路電流換流進入深限流電抗器中,限制短路電流,短路電流幅值大大降低。
測控單元向后臺發出動作指示信號。
   本裝置可在7~15毫秒內可將短路電流限制在原幅值50%以下,使系統所受到的短路沖擊大大降低,保護系統內變壓器發電機等電氣設備,同時提高了短路點負載真空斷路器使用壽命,保證了系統的安全運行。短路故障切除后,測控單元自動檢測母線電壓回升立即給高速開關發出合閘命令,深限流電抗器退出,系統即可恢復正常運行。

裝置的特點
動作速度快:
本裝置能在系統發生短路的7-15毫秒內將短路電流開斷。
開斷能力強
本裝置中的進口開關為三相獨立動作,利用對觸頭剛分時間的合理控制,確保各相動作均為臨界過零開斷,使
燃弧時間最小。大大增加了滅弧室的開斷余量,短路開斷能力可輕松達到80KA。
限流電抗器限流效果好
本裝置中深度限流電抗器正常運行時,無電流通過,無能損耗,無壓降,不產生漏磁場。只在短路發生時投入工作,電抗值可根據系統需要,將短路電流限制在預期短路電流值的50%以下,從而在發生短路的過程中將短路電流大大降低,變壓器免受巨大的短路電流沖擊,系統內斷路器開斷能力也相應降低。
使用壽命長
     本裝置中開關使用高速渦流驅動機構,比普通斷路器的彈簧操作機構運動部件減少80%,且使用簡單的直線運動,沒有復雜的傳動機構,磨損極小,機械壽命及可靠性大大提高。同時,本裝置系過零點開斷,燃弧期間的燃弧量不到普通斷路器的10%,開斷容量大大提高,觸頭燒灼小,其觸點電壽命呈級數上升,深限流電抗器無短路發生時,處于零損耗,不發熱,無壓降,使用壽命長。     
性能高可靠
本裝置核心部件均為國外生產,即使在強電磁干擾環境下,仍能可靠運行。電子控制器帶有實時自檢功能,各功能信息均能通過發送后臺報警監控。
動作分散度小、合閘無反彈
大幅度縮短了合閘時間并配置了直接驅動的高速渦流驅動機構,合閘分散度可以控制在0.1毫秒以內;并可根據現場情況,加裝防觸頭撞擊裝置,確保合閘無反彈。


適用范圍
     本裝置為最佳節能和最經濟有效的限流方案,大大減少系統擴建或聯網運行所需要的投資。
本裝置可替代高阻抗變壓器、普通串聯限流電抗器、爆炸型大容量高速開斷裝置,在新供用電系統設計及企業系統改造時,可利用本裝置深度限流電抗器,加大系統阻抗,使負荷側斷路器的開斷電流進一步減小,降低造價。
    短路發生時本裝置快速投入母聯深度限流電抗器,加大系統內抗,故障點切除后,深度限流電抗器退出,不影響整個系統的正常運行,聯網運行使變壓器的使用價值得到提高。
對不允許瞬時間斷供電須強行自啟動的重要負載,可提高供電質量。
線路短路時,本裝置快速投入電抗器,深限流電抗器上的殘壓可完全滿足維持重要負荷繼續運行而不受影響。
發電機出口或者廠用高壓側短路能得到快速有效保護。
本裝置開斷容量大、限制短路電流深,是發電機出口及廠用分支的理想保護設備,使發電機、變壓器得到快速有效的保護。

技術參數
設備名稱:                             6-10-35KV零損耗深度限流裝置(ZLB) 
系統額定電壓:                         6-10-35KV
系統額定電流:                         1000A-1600A-2000A-3000A-4000A-5000A
雷電沖擊耐受電壓(峰值):              75KV-180KV
短時(1min)工頻耐受電壓 :            42KV-90KV
額定頻率:                             50Hz
額定短時耐受電流                       100KA-200KA
額定峰值耐受電流                       100KA-200KA
額定短時開斷電流                       40KA-80KA
接觸電阻                               <100µΩ
合閘時間                               10mS
分閘時間                               <5mS
合閘不同期                             <2mS
額定電抗率%                      20%~50%~80%
裝置外徑D(mm)                         1000
裝置高度H1(mm)                        1000
下瓷座高H2                             750
支點數                                  4
單項重量 (kg)                            980 

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