專利名稱：大電流快速開斷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種針對在發(fā)電機出口及電網(wǎng)的并列發(fā)生短路時，能夠快速可靠的切斷故障電源，解列電網(wǎng)保護設備及保護電網(wǎng)網(wǎng)絡的開斷保護裝置。
背景技術：
發(fā)電機的出口端及線路設備發(fā)生短路故障時，由于短路電流大(約為發(fā)電機的額定電流的7-10倍)此時，必須切斷故障源，否則嚴重損壞發(fā)電機組或其它電器設備。對目前我國的發(fā)電機及電廠的并網(wǎng)，出現(xiàn)局部短路故障時應立即從電網(wǎng)中解列出來，以免影響整局電網(wǎng)運行，免使事故面擴大，傳統(tǒng)的方法基本是采用國外進口的大型斷路器，其缺點是體積大，斷開故障時間長，成本高，可靠性低，維護費用大。目前國內也生產一種大容量高速開關裝置，但此裝置仍存在著許多缺陷①取樣的準確度低；②可靠性差，易誤動作；③開關的效果不突出。
發(fā)明內容
為了解決已有的斷路器體積大，斷開故障時間長，成本高，取樣的準確度低，可靠性差且維護費用大的問題，本實用新型提供一種大電流快速開斷裝置，其開斷迅速可靠，造價低且便于維修。
本實用新型為實現(xiàn)其目的所采用的技術方案是一種大電流快速開斷裝置，其特征在于由爆炸控制系統(tǒng)和爆炸開斷裝置構成，兩者并聯(lián)連接在主干線的M1、M2兩連接端上；爆炸控制系統(tǒng)由控制器和串聯(lián)在其兩端的電壓互感器和電流互感器構成，爆炸開斷裝置由裝有炸藥和引爆裝置的金屬母排和分流器構成，引爆裝置與控制器連接。
所述控制器為高速單片微機控制器，可采用40MHZ單片機。
所述爆炸開斷裝置有一絕緣殼體，金屬母排和分流器裝在殼體內腔，兩者之間設絕緣隔離板分隔開；金屬母排和分流器的兩端均連接在殼體外的同一接線端上。
所述金屬母排為一金屬中空圓柱體，柱體內壁設縱向槽，柱體內腔兩端填充絕緣充填物，中部為炸藥和引爆裝置。
所述金屬母排的金屬中空圓柱體內壁設兩條對稱縱向槽。
工作原理電壓、電流互感器從電網(wǎng)主干線中獲取短路電壓、電流值送給控制器，通過控制器運算，比較，最后驅動電子引爆，使炸藥瞬時爆炸。爆炸后主干線金屬母排迅速從主干線中切斷。切斷后的故障電流由分流器分流承擔切斷，使故障線路全部脫離，達到設備從電網(wǎng)主干線斷開的作用，從而達到保護電網(wǎng)的目的。
本實用新型針對國內外開斷器取樣整定值進行了修正，使電網(wǎng)的諧振電流，峰值電流，補償電流及浪涌電流，得到詳細區(qū)分與判別，使取樣值的準確性和可靠性進一步提高。當電流短路時，電流的相位角和電壓角的相位產生了變化，其電流值與電壓值也產生了變化，通過高速16位40MHZ單片機進行運算比較(單片機單次運行的約60μs左右)通過采樣、運算、比較，然后驅動電子執(zhí)行機構用10至15個循環(huán)機械周期判別，整個時間約500ns。
本實用新型的有益效果造價低，成本是國外產品的10％，且維修簡便，開斷速度快，開斷電流大，開斷速度比現(xiàn)有技術提高20倍，開斷可靠性提高80％。開斷電流提高4倍，使故障面能有效控制，可替代國外同類產品。本實用新型屬一次性器件，無開關的常態(tài)關系，它的特點是耐溫、通流量大、結構簡單，成本低。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型結構示意圖；圖2是本實用新型的爆炸開斷裝置的內部結構示意圖；圖3是本實用新型在串聯(lián)電網(wǎng)中變配電站的短路保護應用示意圖；圖4是本實用新型與發(fā)電機電流電抗器并聯(lián)配合應用示意圖；圖5是本實用新型串聯(lián)在發(fā)電機的并列電網(wǎng)中的示意圖。
具體實施方式
參見圖1、2，本實用新型由爆炸控制系統(tǒng)和爆炸開斷裝置構成，兩者并聯(lián)連接在主干線的M1、M2兩連接端上(使用狀態(tài))；爆炸控制系統(tǒng)由控制器2和串聯(lián)在其兩端的電壓互感器1和電流互感器3構成，爆炸開斷裝置4由裝有炸藥4-9和引爆裝置4-2的金屬母排4-8和分流器4-7構成。引爆裝置4-2與控制器2連接。所述控制器2為高速單片微機控制器，可采用40MHZ單片機等。爆炸開斷裝置4有一絕緣殼體4-1，金屬母排4-8和分流器4-7裝在殼體內腔4-4中。金屬母排4-8和分流器4-7之間設絕緣隔離板分4-6隔開；金屬母排4-8和分流器4-7的兩端均連接在殼體外的同一接線端4-5上。金屬母排4-8為一金屬中空圓柱體，柱體內壁設縱向槽，柱體內腔兩端填充了絕緣充填物4-3，中部為炸藥4-9和引爆裝置4-2。金屬母排4-8的金屬中空圓柱體內壁設兩條對稱縱向槽。設槽的目的是使其爆炸時易斷裂。設計兩條對稱槽的作用是爆炸斷裂后不易拉弧。分流器4-7主要由感性柔線限流熔斷導體4-10做成，通常電壓電流通過金屬母排4-8主排通電。當金屬母排4-8被引爆后，分流器4-7才工作，其作用是分流和熄弧。因為當金屬母排4-8在短路瞬間被炸斷后，可能引起拉弧，但當有分流器4-7參予工作時，此時電流被轉移到分流器上，所以金屬母排4-8不會產生拉弧現(xiàn)象。由于分流器4-7采用柔性限流熔斷材料，它的熔斷是在金屬母排爆炸之后約1ms才開始熔斷的，所以它的主要功能是息弧。
當發(fā)電機G發(fā)出電能輸送至線路M1，此時由并接主干線路M1中的電壓互感器1取樣提供給控制器2正常的工作電壓參考值，然后由線路串接的爆炸開斷裝置4輸送至主干線路M2。由串聯(lián)在主干線路M2的電流互感器3取樣送給控制器2。主干線路M2經(jīng)變壓器TM與供電網(wǎng)M3連接。電流互感器3經(jīng)控制器2提供正常的工作電流參考值，當主線路M2的Ia或主干線路M3的Ib端發(fā)生短路故障時，控制器2通過主線路中的電壓互感器1和電流互感器3的變量值進行運算判別約50μs，最后輸出一個控制信號，使金屬母排4-8立刻引爆(約500 ns)，將主網(wǎng)線路M2、M3斷開，使發(fā)電機G從主線路M1、M2分離出來，使其線路的主電流轉移至分流器4-7上。由于分流器4-7所能承擔的電流非常小，所以分流器4-7也在1毫秒中被立刻切斷。使發(fā)電機G與變壓器TM和主網(wǎng)線路M2、M3斷開，使發(fā)電機G從主線路M1、M2分離出來，完成對發(fā)電機G、主線路M1、M2、變壓器TM和線路網(wǎng)M3的保護過程。全過程的完成時間在3毫秒之內。
本實用新型在串聯(lián)電網(wǎng)中變配電站的短路保護應用，見圖3。當主線路M2，Ia點出現(xiàn)短路時或者Ib、IC、Id網(wǎng)中的任何一路出現(xiàn)短路事故上機時，而斷路器QF無法保護，此時本實用新型就起到切斷、分離、達到保護目的。本實用新型與發(fā)電機電流電抗器并聯(lián)配合應用如圖4所示。目前，發(fā)電機G的正常輸送電能是經(jīng)線路M1、電流電抗器L、線路M2、斷路器QF、線路M3送至變壓器TM升壓再送至輸電網(wǎng)M4。由于電流電抗器L長期串接至輸電網(wǎng)的M1、M2中，使相當一部分電能消耗在電流電抗器L中，這樣就造成大量浪費。發(fā)電廠在電網(wǎng)中串接電流電抗器的目的，主要是防止輸送線路發(fā)生短路，若短路電流急劇增加，易造成發(fā)電機G的損壞。有了電流電抗器L，短路電流的電流值得到了限制。因此，目前我國電廠發(fā)電機大部都使用了此種方案。如果增加使用了本實用新型，使平時的電流通過本實用新型來工作，而并聯(lián)電抗器不參與工作，發(fā)電機的輸出電能基本都從金屬母排4-8上通過，當主線路故障出現(xiàn)時，本實用新型快速開斷，使電流電抗器投入?yún)⑴c保護工作，這種方式即可使電流電抗器的無功損耗得到了一定的控制，也可以提高頻穩(wěn)性。增加了發(fā)電廠的發(fā)電效益，據(jù)測算增加一組大電流快速開斷裝置，可以為100MW每臺發(fā)電機每年增收近百萬元的電費收入。與此同時又得到了保護發(fā)電機的目的。
本實用新型串聯(lián)在發(fā)電機的并列電網(wǎng)中的應用，如圖5所示。當任何一路電網(wǎng)發(fā)生故障時，本實用新型立刻起到電網(wǎng)的分解作用。使共公電網(wǎng)得到可靠運行，使事故網(wǎng)分離主公共網(wǎng)，把事故網(wǎng)限制在一定的范圍。如M1網(wǎng)發(fā)生事故，側大電流快速開斷裝置立即啟動，使I號發(fā)電機組與共公電網(wǎng)分離，這樣不影響II號發(fā)電機組及共公電網(wǎng)的正常工作。
權利要求1.一種大電流快速開斷裝置，其特征在于由爆炸控制系統(tǒng)和爆炸開斷裝置構成，兩者并聯(lián)連接在主干線的M1、M2兩連接端上；爆炸控制系統(tǒng)由控制器和串聯(lián)在其兩端的電壓互感器和電流互感器構成，爆炸開斷裝置由裝有炸藥和引爆裝置的金屬母排和分流器構成，引爆裝置與控制器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的大電流快速開斷裝置，其特征在于所述控制器為高速單片微機控制器。
3.根據(jù)權利要求2所述的大電流快速開斷裝置，其特征在于所述爆炸開斷裝置有一絕緣殼體，金屬母排和分流器裝在殼體內腔，兩者之間設絕緣隔離板分隔開；金屬母排和分流器的兩端均連接在殼體外的同一接線端上。
4.根據(jù)權利要求3所述的大電流快速開斷裝置，其特征在于所述金屬母排為一金屬中空圓柱體，柱體內壁設縱向槽，柱體內腔兩端填充絕緣充填物，中部為炸藥和引爆裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的大電流快速開斷裝置，其特征在于所述金屬母排的金屬中空圓柱體內壁設兩條對稱縱向槽。
專利摘要本實用新型涉及一種大電流快速開斷裝置，主要解決目前斷路器體積大，斷開故障時間長，成本高，取樣的準確度低，可靠性差且維護費用大的問題，它由爆炸控制系統(tǒng)和爆炸開斷裝置構成，兩者并聯(lián)連接在主干線的M
文檔編號H01H39/00GK2826671SQ20052007417
公開日2006年10月11日 申請日期2005年8月1日 優(yōu)先權日2005年8月1日
發(fā)明者陳文根, 甘朝宏 申請人:合肥南南電力保護設備有限公司