CZ-ZLB零損耗深度限流裝置

零損耗深度限流裝置(CZ-ZLB)即解決了運行損耗和電壓降的問題,同時動作后可自行恢復正常運行,電抗器僅在短路故障時投入系統,可以深度限流
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1 概述

隨著電網的迅速發展,負荷中心大電源的相繼投入,以及大區域電網之間互聯的完成,短路電流水平不斷上升,要求斷路器的分斷能力必須更強。然而,分斷能力更強的斷路器可能在制造上存在較大的技術困難,并且更換分斷能力更強的斷路器及配套設備,工期較長、工程量較大,不一定是經濟有效的解決方案。

面對嚴峻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,短路電流遏制并不明顯,還帶來了更多的有功無功損耗,投資成本上升。

同樣,很多企業采用的普通串聯限流電抗器也沒有從根本上解決限流深度問題(電抗率一般在6~14%),且還帶來了有功無功損耗、母線壓降及漏磁場等弊病。

而裝設故障電流限制器成為遏制短路電流超標最為經濟有效的措施。故障電流限制器核心指標:電網正常運行時,限流器表現為零阻抗或微小阻抗,功率接近于零;在電網發生短路故障時,迅速呈現高阻抗以達到抑制短路電流的目的。

混合式熔斷器故障電流限制器(或稱爆炸橋、大容量高速開斷裝置)屬于故障電流限制器的一種,其與限流電抗器并聯運行,雖然解決了電抗器的有功無功損耗、電壓降及漏磁場等問題,但是當發生短路故障后,限流器切斷回路,投入電抗器,靠的是載流橋體爆破開斷,橋體一旦炸斷,則無法自行恢復,需更換備件方可重新投入運行。因其檢修更換備件期間,限流電抗器可能還串聯運行,故此類電抗器的電抗率也無法設計更高水平,故該裝置還是沒有解決限流深度的問題。

因此開發一種能快速、可靠的自恢復式故障電流深度限制器顯得十分重要,而基于電磁斥力開關型零損耗深度限流裝置(CZ-ZLB即解決了運行損耗和電壓降的問題,同時動作后可自行恢復正常運行,電抗器僅在短路故障時投入系統,電抗率可以做的很大,故可以深度限流,將原電流幅值限制在50%以下。

2 裝置原理

2.1 一次原理

 

圖一 一次原理圖

如圖一所示,CZ-ZLB系列零損耗深度限流裝置(以下簡稱CZ-ZLB裝置)是由“換流器”與“限流電抗器”并聯而成的開關設備,再經由K1、K2點串接在供電線路中。

其中“換流器”是以加拿大Max-Swi公司制造的VFC系列電磁斥力快速斷路器為主要元件的并整合了短路電流快速判斷的測控裝置的組合電器;“限流電抗器”正常運行時被換流器旁路處于退出狀態,損耗為零,僅在短路故障時才投入,故障解除后再自動退出。

2.2 工作邏輯

  1. 正常運行期間

    正常運行時快速斷路器合閘,裝置呈零阻抗狀態,運行無損耗無壓降,同時不會產生磁場污染。

  2. 線路發生短路故障時

    快速測控裝置通過檢測羅克CT數據達到啟動閥值,可在2ms內判斷并出口,驅動快速斷路器動作,20ms內投入限流電抗器,裝置呈高阻抗狀態,將短路電流限制在預期值之內,確保常規斷路器可靠開斷短路故障。

  3. 短路故障排除情況

    若返回CT檢出電流回落到額定電流之內,說明短路故障已排除,則快速斷路器自動合閘,將深度限流電抗器退出。

    若返回CT檢測電流并未回落,即故障點切除失敗,時長達到2s,我們認為供配電系統已經崩潰,多級保護均存在嚴重故障,導致無法解除短路故障;此時快速測控裝置作為后備保護會提供聯跳信號,驅動與本裝置串聯的上級或下級斷路器跳閘,協助綜保完成對故障的切除。同時為自我保護,命令VFC合閘,此功能也作為CZ-ZLB誤分之后的自愈保護。

3 型號命名