[实用新型]一种母线残压保持装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及中压电网的支路短路保护装置，具体一种母线残压保持装置。

背景技术

电力电网中压系统或企业内部中压电网某一电压等级的供电系统中，若某一条支路发生短路，与该支路相连的母线上电压陡降严重，母线残余的电压（以下称残压）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。母线电压从陡降到恢复这段时间就是我国现行断路器（开关）开断短路故障的时间，大约在70～100ms左右，即微机综合保护判断故障的时间（10ms-20ms），加上断路器固有动作时间（40ms-60ms），再加上电弧过零时间（﹤20ms左右）。母线电压出现凹陷这段时间，企业供电系统称之为“晃电”。 

“晃电”发生期间，母线残压很低，使一些未发生短路故障的关联系统负载运行中断，如：变频器、电磁阀等运行中断。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。

企业内使用的电机多为异步电机，而异步电机的旋转磁场的保持来自于电网的无功支持，某支路短路时母线残压很低，其他支路上的异步电机得不到无功支持，且还要向短路点输出短路电流，异步电机的短路时间常数τ一般在30ms以下，“晃电”时间接近3τ，按指数规律衰减的异步电机的磁场消耗殆尽，在短路故障点切除后电压恢复的时刻，电网对异步电机重建磁场产生了5-7倍额定电流的冲击，造成继电保护误动作。

国内目前为解决短路故障带来的关联系统故障问题，使用工业UPS及提高电机阻抗等辅助技术来解决继电器及关联系统负载运行中断问题，但无法解决故障解除后启动电流对电动机冲击问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种母线残压保持装置，其结构简单，安装于中压电网的支路上，有效利用罗克线圈检测支路短路状况，及时切除短路部分，保证支路的正常使用，母线残压能迅速恢复并得到保持。

本实用新型的技术方案为：

一种母线残压保持装置，包括测控单元，高阻抗限流单元，以及分别与测控单元连接的真空断路器、快速换流器、罗克线圈和电流互感器；所述的快速换流器与罗克线圈串联形成通路，通路与高阻抗限流单元并联形成短路保护电路，且所述的真空断路器、短路保护电路和电流互感器串联连接。

所述的真空断路器的输出端分别与通路的输入端、高阻抗限流单元的输入端连接，所述的电流互感器的输入端分别与通路的输出端、高阻抗限流单元的输出端连接。

所述的快速换流器的输出端与罗克线圈的输入端串联形成通路，快速换流器的输入端作为通路的输入端，罗克线圈的输出端作为通路的输出端。

所述的高阻抗限流单元选用电容、电阻或电感。

本实用新型的优点：

本实用新型根据罗克线圈检测支路短路状况，短路时，使电流通过高阻抗限流单元，限制短路电流，短路电流幅值大大降低，使支路设备在发生短路故障6～16毫秒内，将母线残压保持在额定电压的95%以上，保证其他无故障支路敏感负载正常工作，同时主变压器等设备所受到的短路冲击大大降低；

本实用新型设置有真空断路器，在短路故障无法解除时，断开真空断路器，使电流也不能通过高阻抗限流单元，彻底切断支路电流，使母线电压恢复正常；

本实用新型的电流互感器实时采集支路电流然后传输给测控单元，当检测支路电流接近额定电流时，测控单元立即给快速换流器命令，快速换流器闭合，高阻抗限流单元退出，短路支路即可恢复正常运行；

本实用新型结构简单、制作成本低，在20毫秒以内将出现短路故障的支路阻抗增加到关联系统总阻抗的20倍以上，将母线残压恢复及保持到额定电压的95%以上；使用本实用新型母线残压保持装置后，当支路内发生短路故障时，母线残压能迅速恢复并得到保持。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的安装结构示意图。

具体实施方式

见图1，一种母线残压保持装置，包括测控单元，高阻抗限流单元R，以及分别与测控单元连接的真空断路器QF、快速换流器ZK、罗克线圈LK和电流互感器CT；快速换流器ZK的输出端与罗克线圈LK的输入端串联形成通路，通路与高阻抗限流单元R并联形成短路保护电路，且真空断路器QF的输出端分别与通路的输入端、高阻抗限流单元R的输入端连接，电流互感器CT的输入端分别与通路的输出端、高阻抗限流单元R的输出端连接。

见图2，本实用新型安装于支路上，其真空断路器QF的的输入端与母线连接，其电流互感器CT的输出端与分支母线连接，其中，d为短路点。

本实用新型的使用原理：