HZSZRD型母线电压快速恢复装置

HZSZRD型母线电压快速恢复装置

概述

目前，配网系统区内任何一条出线发生相间短路故障时，都将导致本级母线电压和上级母线电压发生大幅下降，称为“电压暂降”现象。而传统继电保护动作到断路器完全断开故障支路，需要100ms左右时间，系统电压才恢复到正常水平。

在持续大约100ms左右的“电压暂降”期间，一些控制重要生产设备的交流接触器、低电压保护等敏感负载将欠压释放、电动机、变频等设备停止运行，由此将导致重要生产设备大面积停运的事故。故障支路的电压等级越高，影响范围越大。

而采用传统的备用电源自投和双电源快速切换技术，不能解决区内短路引发“电压暂降”，导致系统大面积停电事故的问题！

为有效防止区内短路引起“电压暂降”、和“短时中断”故障导致的重要敏感设备停运的事故，我公司专门研制出HZSZRD型母线电压快速恢复装置来解决该问题。

产品的功能特点

n 产品的功能

l 快速恢复母线电压：当系统发生“电压暂降”时，可以在10ms內将特制高阻抗器件接入回路，使母线电压恢复到额定值的95％以上。使得敏感性控制类设备来不及释放、变频设备不停止供电，保证重要敏感设备的连续运行。

l 快速隔离故障线路：当母线某条出线发生短路时，控制系统在3ms內判断故障，在10ms內切除故障回路，快速隔离故障，使母线电压快速恢复到额定值。

l 智能判断故障性质：装置可以自动判断瞬时性故障和永久性故障，当将特制高阻抗器件接入回路，使母线电压恢复到额定值，延时0.3s后，再次投入换流器，判断是否瞬时故障，若是瞬时故障，装置报警并恢复正常运行；若是永久故障，则换流器重复上述过程，然后控制器发出切除命令给切离开关，切除故障支路。

l 微机综保：综合控制器具有常规微机综保的电压监测、越限报警、过流速断、限时速断保护、过负荷保护等功能，也可配置用户指定的微机综保，本装置可以取代进线柜。

l 远程通讯：本装置配置了RS485通讯接口，可以按照用户给定的通讯规约与监控中心实现数据远传，并可按照监控中心的命令进行远程操作。

l 故障录波及事件记忆：本装置可记录线路短路或装置故障发生的时间、类型、相别及故障时的电流、电压波形等电气参数。

n 产品的特点

l 故障快速识别：本装置控制系统采用我公司特别研究开发的暂态过程系列快速算法组成的快速识别技术，能够在3ms內快速识别各种故障性质，及时发出控制命令执行快速分闸操作。

l 隔离速度快：利用快速涡流驱动技术开发的快速真空断路器作为执行部件，合闸时间可以做到小于10ms左右，分闸时间可以控制在5ms以内，使装置的隔离故障恢复母线电压的时间在半个周波內完成。

l 分相控制，过零切除，开断安全：采用快速识别控制技术，能够准确预测半波过零点，控制系统计算后，分相控制各相断路器在电流过零点前准确开断，使开断过电压小，开断电流大，开断更安全。同时，本装置系过零点开断，与普通断路器相比开断过程中电弧对触头释放的能量大幅度减少，不仅提高了断路器的开断能力，而且开断寿命明显提高。

l 使用寿命长：本装置中快速真空开关采用直线运动的快速涡流驱动机构，没有复杂的传动机构和转动部件，磨损极小，机械寿命及可靠性大大提高。

产品的构成及原理

n 产品的构成

HZSZRD型母线电压快速恢复装置主要由执行部件高速真空断路器（也称换流器）、智能控制器、高压隔离器、特制高阻抗单元、以及电流电压信号采集器TA和TV等组成。

高速永磁真空断路器（换流器）：采用涡流推斥力作为驱动机构，永磁体作为分合闸保持机构，高精度开关电源为驱动提供稳定的能量，使断路器的分闸时间小于5ms，合闸时间小于10ms，弹跳小于2ms。为快速换流功能的实现提供了保证。

智能控制器模块：采用DSP+FPGA+ARM硬件架构，并行工作模式；并通过我司自研开发的多种控制算法组成的暂态过程快速识别技术，能够在短路刚开始的2-3ms时间内的暂态过程中，迅速计算和判断故障的性质和功率方向、故障区域等，自适应的发出换流及隔离命令，使整套装置完成相应功能，保证系统母线电压的快速恢复。

高精度信号采集器：采用罗克线圈作为线性测量元器件，保证测量精度的同时，不会发生磁饱和，同时采用抗饱和性能较好的CT作为后备测量单元，保证了测量的高精度，防止控制系统的误判。

特制高阻抗单元：采用特制线性氧化锌组件或空芯电抗器单元制成。可根据母线电压恢复的到额定值的比例，个性化定制参数，满足现场运行要求。

                       HZSZRD装置原理图

n 工作原理

HZSZRD型母线电压快速恢复装置正常运行时，高压隔离器和换流器处于合闸状态，换流器将高阻抗单元短接，带出线侧负荷。当出线侧线路发生短路故障时，控制器立即采样电压和电流信号，经2-3ms计算和判断后，发出分闸命令给换流器，使换流器再半波內分闸，将高阻抗单元接入回路，时母线电压恢复到额定值的95％以上；延时0.3s后，控制器发出命令是换流器合闸，将高阻抗单元短接，并判断是否还有故障，若是瞬时性故障，这是控制器发出告警，并恢复正常运行；若判断短路电流还在，则立即发命令给换流器分闸，再次将高阻抗单元接入，随后，发出分闸命令给高压隔离器执行分闸，切除故障线路。

产品的技术参数

n 型号说明

n 技术参数

n 外形结构

整套装置为固定式或手车式开关柜，总装图见图5，外形尺寸为宽1000×深1750×高2300mm，也可根据用户要求加工。 

产品的订货须知

n 使用条件

环境温度：-40～+50℃

海拔高度：≤2000m

空气湿度：日平均湿度≤96%、月平均湿度≤90%

地震烈度：8度 (水平加速度0.25g、垂直加速度0.105g)

周围环境：不得有粉尘、煤气、烟气等具有爆炸性、腐蚀性和易燃性的混合物

n 订货要求

用户须提供本装置安装地点的一次主接线图，主变压器额定容量、额定电压、短路阻抗参数，系统短路阻抗或短路容量，以及装置所在回路的最大负荷电流。

我公司专业工程师将根据用户提供的系统参数和现场条件进行个性化设计，待用户签字确认后实施。

用户应明确装置现场安装空间、并柜方式、进出线方式以及所要求的母线电压保持水平。

环境温度、海拔高度或使用环境超出本装置的允许范围时，请在订货技术条件中详细注明，以便我公司为用户进行特殊设计、特殊供货。

n 安装调试

如用户需要，本公司可负责现场安装指导及调试服务，用户提供必要的配合与协助；

用户在遵守保管及使用规则的情况下，质保期内产品由于质量原因而发生损坏或不能正常工作，本公司无偿为用户更换或维修，本公司对产品终身维修并以优惠的价格提供备品配件；

用户对产品产生疑问，本公司在2小时内给与答复，若有重大技术问题，本公司将派技术局人员48小时内(交通工具允许的情况下) 赶到现场解决问题。

n 包装储运

本装置一般采用木箱包装，柜体底座应固定在包装箱底板上。

本装置不宜在三级以下公路上长距离运输，必要时可拆散包装，重要部件尽量不采用公路运输。

长期不用时，应储存在干燥通风的仓库内，不宜长期在户外储存。