ADXK-I 大容量高速开关装置
大容量高速开关装置具有很强的开断短路电流的能力。它以电流瞬时值和电流变化率di/dt为判据,通过DSP、DDS技术,可在1/4个工频周波内,将短路电流迅速切断,使电气设备得到可靠保护(切断时,短路电流尚处于起始阶段,远未达到预期值)。本装置的关键技术处于***水平。
技术背景
目前,在发电和供电系统发生短路时,主要是利用断路器来切断短路电流。它存在以下问题:
1、普通断路器的额定开断电流***大为50kA,随着发供电容量的不断增大,不少地方短路电流远超过此值,普通断路器不能满足要求。
2、断路器的开断时间过长,而且没有限流功能。在某些情况下,断路器虽然开断了短路电流,但发电机或变压器的绕组已在此前1~2个周波的短路电流冲击下被烧损,国内有多次此类事故的实例。
3、变配电系统中单母线接线时,为了降低对出线断路器开断短路电流的要求,母联断路器在正常状态下总是断开的。当一台主变出了故障,母联断路器才通过备自投装置控制合闸。平时不能闭环运行,闭环运行的优点得不到发挥。
我公司研制的ADXK-I型大容量高速开关装置,克服了断路器存在的诸多问题。装置单台额定电流可达5000A,多台并联使用可获得更大的额定工作电流,具有开断预期为200kA以上短路电流的能力,可将短路电流的实际值控制在预期值的10%~30%。装置的开断截流时间(短路开始至短路电流截止为0的时间)仅为5ms。开断电流大,开断时间短这两大特点,从根本上解决了长期困扰电力系统和大电力用户的问题。避免了巨大短路电流对主设备的灾难性冲击,避免了因主设备烧毁而引发的大面积停电,改变了仅通过继电保护装置保护一次设备的传统,可满足现代电力系统的发展需求。本装置适用于电力系统和各行业的用电大户。
装置原理及符号
装置由高速隔离器、特种熔断器、限压器、暂态电流互感器、脉冲变压器、控制器等主要元件组成。工作原理和工作过程如下:
隔离器、熔断器和限压器并联连接在回路上,其中隔离器是大容量导体,电阻仅为微欧级,正常运行时能顺利通过母线电流。当系统短路时,暂态电流互感器将实时检测的电流信号送到控制器,控制器对信号进行分析处理。若电流超过整定值,控制器即发出点火信号,使隔离器中的火工部件执行点火,将隔离器在50微秒内高速断开,短路电流随即转移到熔断器。熔断器具有限流作用,能在0.5ms内熔断,将短路电流切除。同时建立弧压,使限压器中的压敏电阻瞬时开通,将过电压限制在允许范围内,并吸收故障能量,使电流衰减为0。
关健技术及特点
1、DSP无损电流信号检测技术
开断电流的启动值自动相位跟踪;
DSP技术快速测算表决时间: min 55μs max 110μs;
双DSP高速无损电流信号检测连续(顺序)递推算法,智能化表决判定,安全、准确。
2、DDS无迟缓相位跟踪技术
DDS无迟缓相位跟踪技术,实时跟踪设备运行电流波形的相位和幅值,与全波段预先整定Ilimit进行实时比较,自动判定。
3、电流变化率双重判定表决方式,软、硬件***检测,综合判定表决,可靠性高。
4、IGBT点爆驱动方式,高电压强电流;有效避免可控硅的冷态误启动和误触发的不可靠性
(目前国内外传统技术都采用可控硅触发技术)。
5、***的***时间:min 5μs max 50μs
6、FU-限流熔断器
熔断时间:min 400μs max 500μs
ADXK-II大容量高速限流开关装置
大容量高速限流开关装置是在大容量高速开关装置(***桥式)的基础上研发改进而成的,具有很强的限制短路电流和开断短路电流的能力。它通过DSP、DDS技术,使特种高速断路器可在1-2ms内,将短路电流迅速转移到FU、RV上,利用FU良好的限流特性和RV良好的吸能及限压特性,使短路电流远未达到预期值就被截止了,使电气设备得到可靠保护。本装置多项技术属于***。
技术背景
目前,在发电和供电系统发生短路时,主要是利用断路器来切断短路电流,在一些短路电流特别大的系统中使用大容量高速开关(***桥式)它存在以下问题:
1、普通断路器的额定开断电流***大为50kA,随着发供电容量的不断增大,不少地方短路电流远超过此值,普通断路器不能满足要求。
2、普通断路器的开断时间过长,而且没有限流功能。在某些情况下,断路器虽然开断了短路电流,但发电机或变压器的绕组已在此前1-2个周波的短路电流冲击下被烧损,国内有多次此类事故的实例。
3、变配电系统中单母线接线时,为了降低对出线断路器开断短路电流的要求,母联断路器在正常状态下总是断开的。当一台主变出了故障,母联断路器才通过备自投装置控制合闸。平时不能闭环运行,闭环运行的优点得不到发挥。
4、使用***桥式大容量高速开关虽然可以快速开很大断短路电流,但在每次动作之后必需停电更换桥体,这在重要负荷是不允许的,同时也增加运行成本。
我公司研制的ADXK-II型大容量高速限流开关装置,克服了传统断路器和***桥式大容量高速开关存在的诸多问题,装置具有开断300kA以上短路电流的能力,同时具有极强的限流能力,可将短路电流的实际值限制在预期值的10%-30%。装置的限流时间仅为1-2ms,开断截流时间为5-8ms,在此过程中电流已被限制在安全值以内。开断电流大,限流时间快和截流时间短这三大特点,从根本上解决了长期困扰用户普通断路器和***桥式大容量高速开关的不足。本装置的使用避免了巨大短路电流对电气设备的灾难性冲击,避免了因主设备烧毁而引发的大面积停电事故,改变了仅通过综保装置保护一次设备的传统,可满足现代电力系统发展的需求。装置由特种高速断路器、特种熔断器、限压器、暂态电流互感器、控制器等元件组成。
特种高速断路器、特种熔断器和限压器并联连接在系统回路上。
1、当系统发生短路时暂态电流互感器检测到短路电流信号并实时的发送到智能控制器。
2、智能控制器对暂态电流互感器发送过来的信号进行计算比较,并及时发出指令驱动特种高速断路器跳闸。
3、特种高速断路器跳闸的初始阶段(时间为1-2ms),短路电流就开始转向特种熔断器,特种熔断器通流瞬间立即熔断,特种熔断器在熔断的同时建立很高的弧压并维持弧压2-3ms。
4、特种熔断器熔断时建立的弧压使限压器开通,将电压限制在允许范围内,同时吸收大量的能量。
5、这时系统短路电流转移到特种熔断器、限压器进行限流、限压,并衰减至0,实现了开断和限制短路电流。
关健技术及特点
1、DSP无损电流信号检测技术
开断电流的启动值自动相位跟踪;
DSP技术快速测算表决时间: min 55μs max 110μs;
双DSP高速无损电流信号检测连续(顺序)递推算法,智能化表决判定,安全、准确。
2、DDS无迟缓相位跟踪技术
DDS无迟缓相位跟踪技术,实时跟踪实际运行电流波形的相位和强度,并与全波段预先整定Ilimit自动比较判定。
3、电流变化率双重判定表决方式,软、硬件***检测,综合判定表决,可靠性高。
4、IGBT驱动方式,高电压强电流;有效避免可控硅的冷态误启动和误触发的不可靠性 (目前国内外传统技术都采用可控硅触发技术)。
以上技术归纳为:通过预先整定系统短路电流的波形同实时检测到的三相电流强度和相位进行比较,如果出现两相电流的波形在预先整定的短路电流波形外,则可以判断出系统发生短路;这种技术称为:电流跟踪技术和波形还原技术。
使用环境:
环境温度:-25℃~+40℃;
相对湿度:日平均不大于95%,月平均不大于90%;
海拔高度:不超过2000m(特殊情况可做到5000m);
***烈度:不大于8度。