CZ-ZRD母線殘壓保持裝置

基于“短路故障快速判斷技術”為控制基礎,采用“電磁斥力快速斷路器”為執行元件,可實現當支路發生短路故障20ms內投入“補償阻抗”,提升母線電壓達到90%以上,隔離故障
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1 電壓暫降的概述

1.1 什么是電壓暫降

在國內認識“電壓暫降”的過程中,采用過的術語有:“電壓凹陷”、“晃電”、“電壓跌落”和“電壓驟降”等。

201312月頒布國標GB/T 30137-2013 《電能質量 電壓暫降與短時中斷》 關于“電壓暫降”的定義:電力系統中某點工頻電壓方均根值突然降低至0.1 p.u.~0.9 p.u.,并在短暫持續10ms~1min后恢復正常的現象。

1.2 電壓暫降的誘因

當輸配電系統中發生短路故障、大容量感應電機啟動、雷擊、開關誤操作、變壓器以及電容器組投切等事件時,均可引起電壓暫降。

其中,短路故障、大容量感應電機啟動和雷擊是引起電壓暫降的最主要原因,而三相短路故障引起的電壓暫降最為嚴重,影響面最廣,對用戶造成的損失最大;故對于短路造成電壓暫降問題的治理顯得格外重要和緊迫。

1.3 電壓暫降的兩個特征

 

圖一 電壓暫降均方根圖形

電壓暫降的兩個特征:

  1. 暫降深度Ud%(或剩余電壓U%)。

  2. 持續時間t=tf(電壓下降時間)+ts(電壓降低后持續時間)+tr(電壓上升時間)。

1.4 電壓暫降的危害

常規微機綜保驅動真空斷路器切除短路故障的時間t=保護判斷及出口時間+斷路器分閘時間+燃弧過零時間,∑t大多需要80ms以上,這也是母線電壓暫降的時間。

電壓暫降是否給企業造成停產損失,取決于母線上重要負荷是否能穿越低電壓故障時間,即負荷對低電壓的忍耐時間與晃電時間的博弈結果!在新型自動化程度高的大型企業中或發電廠中,對供電的連續性要求非常高。但內網短路故障造成的晃電影響并不能被完全杜絕,由于短路引起的電壓跌落,導致敏感設備或元件(如開關電源、電磁閥、低壓繼電器、接觸器及無低電壓穿越功能的變頻器等)停止運行,造成供電或生產中斷,而恢復時間較長,給企業帶來不同程度的經濟損失。

一般異步電動機的繞組短路衰減時間常數τ30~40ms左右,就是說只要內網短路故障持續左右的時間,電機的磁場就會衰減殆盡。當短路故障點被斷路器切除時刻,母線電壓進入恢復期,所有在網的異步電動機同時重建磁場,實際上就是電機群直接啟動,啟動伊始要向電網索取相當于電機群額定電流總和5~7倍的無功電流,形成強烈的電流沖擊,此過程稱為電機的二次沖擊。

二次沖擊電流在該系統變壓器和線路的阻抗上會形成較大的壓降,降低了電動機的機端電壓,致使電機的電磁轉矩不足,影響了電機轉速恢復,造成自啟失??;并且增加了過流時間,客觀上延緩了母線電壓的恢復過程;嚴重情況下會造成系統大面積停電跳閘事故。

故縮短電壓暫降時間才是治理電壓暫降故障提高供電連續性的關鍵!

3 母線殘壓保持裝置

母線殘壓保持裝置(CZ-ZRD)是專門針對中壓配電系統設計開發的;基于“短路故障快速判斷技術”為控制基礎,采用“電磁斥力快速斷路器”為執行元件,可實現當支路發生短路故障20ms內投入“補償阻抗”,提升母線電壓達到90%以上,隔離故障支路對系統側電源(母線)電壓的影響。

 

3.1 一次原理