專利名稱：大容量高壓限流熔斷器組合保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大容量電力系統(tǒng)在發(fā)生短路時(shí)自動(dòng)限制短路電流并快速可靠開斷的一種保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)和現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，單機(jī)容量不斷增大，低阻抗大容量器在現(xiàn)代化低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用不斷增長(zhǎng)，以及配電網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，使電力系統(tǒng)的短路容量日益增加。為滿足短路電流提高所帶來的更苛刻的要求，常規(guī)做法是在電網(wǎng)中串入限流電抗器，但在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，由于在電抗器上有電壓降落以及損耗，對(duì)電網(wǎng)的輸電質(zhì)量有一定影響。同時(shí)，由于該限流電抗不能太大，所以在故障發(fā)生時(shí)不能顯著地降低短路電流。電抗器只能改變電流的峰值而不能改變短路電流過零點(diǎn)的時(shí)間，斷路器要在幾個(gè)周波內(nèi)才能開斷短路電流，短路電路的峰值已經(jīng)多次通過短路網(wǎng)絡(luò)，對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)造成累積性破壞。特別是發(fā)電機(jī)出口短路，短路電流要經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)20ms-150ms的時(shí)間才能過零點(diǎn)，使斷路器開斷困難，開斷時(shí)間很長(zhǎng)，短路電流的峰值多次沖擊電氣設(shè)備，對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和熱效應(yīng)作用，在開關(guān)電氣觸頭上產(chǎn)生很大的排斥電動(dòng)力使觸頭燒損或熔焊。短路試驗(yàn)證明，當(dāng)油浸變壓器發(fā)生短路時(shí)，為使油箱不爆炸，必須在20ms內(nèi)切除故障，而斷路器的全開斷時(shí)間由三部分組成，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+斷路器固有動(dòng)作時(shí)間+燃弧時(shí)間，一般需要三周波(60ms)，因而不能有效地保護(hù)變壓器。對(duì)于高壓限流熔斷器并聯(lián)單一的氧化鋅非線性電阻方案，隨著高壓限流熔斷器技術(shù)和制造工藝進(jìn)步，熔斷過程中產(chǎn)生的過電壓都限制得很低，并聯(lián)的單一氧化鋅非線性電阻不能開通或不能全開通，因而也就不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)流移能的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是，避免上述技術(shù)存在的不足，設(shè)計(jì)提供一種具有較大短路容量的電力系統(tǒng)的線路、變壓器，特別是發(fā)電機(jī)出口端的直聯(lián)支路，如勵(lì)磁變、廠用變、隔離變等回路的大容量限流開斷保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
大容量高壓限流熔斷器組合保護(hù)裝置，包括限流熔斷器、真空開關(guān)和微機(jī)控制器，其特征在于所述限流熔斷器為大容量高壓限流熔斷器，所述真空開關(guān)為高壓真空開關(guān)；所述大容量高壓限流熔斷器由基本氧化鋅非線性電阻R2與帶并聯(lián)間隙G的氧化鋅非線性電阻R1串聯(lián)后與高壓限流熔斷器FU并聯(lián)組成，再與小容量的高壓真空開關(guān)(2)串聯(lián)，額定電流在10A-500A，其開斷電流可達(dá)300kA；高壓限流熔斷器FU通過動(dòng)作接點(diǎn)K連接著微機(jī)控制器的輸入端；微機(jī)控制器的輸出端聯(lián)接著與電源聯(lián)接端相連的高壓真空開關(guān)；本裝置串聯(lián)在供電電源與三相電氣設(shè)備之間，高壓真空開關(guān)的一端聯(lián)接著電源，基本氧化鋅非線性電阻R2與高壓限流熔斷器FU的接點(diǎn)端聯(lián)接著三相電氣設(shè)備。
小容量高壓真空開關(guān)串聯(lián)大容量高壓限流熔斷器與微機(jī)控制器一起構(gòu)成組合保護(hù)電器，正常工作電流的頻繁開關(guān)和較小容量的過流開斷由高壓真空開關(guān)完成，特大容量的短路電流由大容量高壓限流熔斷器開斷。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是基本氧化鋅非線性電阻與帶并聯(lián)間隙的氧化鋅非線性電阻串聯(lián)后與高壓限流熔斷器并聯(lián)組成大容量限流熔斷器，再與小容量的高壓真空開關(guān)(真空斷路器或負(fù)荷開關(guān))串聯(lián)，接與三相電氣設(shè)備與供電電源之間，并通過微機(jī)控制器對(duì)流過的電流和限流熔斷器工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并控制高壓真空開關(guān)的分合，將對(duì)開關(guān)電器要求不同的控制與保護(hù)兩種功能分開，極少發(fā)生的的特大短路電流由大容量高壓限流熔斷器開斷切除，正常工作電流和小容量的過電流由高壓真空開關(guān)開斷切除。
本實(shí)用新型具有快速性加限流性的優(yōu)點(diǎn)，使短路電流遠(yuǎn)在上升到峰值之前就被切斷，使得短路回路中的發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器及電纜不再受短路電流峰值電動(dòng)力和熱效應(yīng)的沖擊，從而延長(zhǎng)了使用壽命；本實(shí)用新型可以在短路事故時(shí)大大提高電網(wǎng)的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，從而減少設(shè)備的投資費(fèi)用。本實(shí)用新型移能元件在較低的電壓下即可開通，將熔斷器中電弧電流迅速轉(zhuǎn)移到自身中，吸收磁場(chǎng)能量，快速將電流衰減至零，使電源提供能量最小。本實(shí)用新型的保護(hù)特性由物理特性所決定，不存在機(jī)械拒動(dòng)作，可靠性高。本實(shí)用新型微機(jī)控制器與真空開關(guān)配合，既避免了兩相運(yùn)行，又避免了一只熔絲熔斷或兩相短路必須更換三只熔斷器、停電時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、造價(jià)低、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于具有較大短路容量的線路、變壓器，發(fā)電機(jī)出口端的直聯(lián)支路的保護(hù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
實(shí)施例見圖1，本實(shí)用新型主要由大容量高壓限流熔斷器和高壓真空開關(guān)1及微機(jī)控制器2組成。大容量高壓限流熔斷器由高壓限流熔斷器FU和組合移能元件組成，組合移能元件由并聯(lián)間隙G、基本氧化鋅非線性電阻R2和并聯(lián)間隙氧化鋅非線性電阻R1組成。
當(dāng)出現(xiàn)短路時(shí)，短路電流上升到一定值，高壓限流熔斷器FU熔斷截流產(chǎn)生電弧電壓，電弧電流部分轉(zhuǎn)移至氧化鋅電阻R1、R2中，使流過氧化鋅電阻R1、R2的電流迅速增大，氧化鋅電阻R1上的壓降促使并聯(lián)間隙G擊穿，迫使電弧電流全部轉(zhuǎn)移至氧化鋅電阻R2中快速衰減。氧化鋅電阻R2是氧化鋅非線性元件，熱容量大，通流性好，起到快速熄滅熔斷器電弧的作用。當(dāng)熔斷器FU在某一短路電流值某相首先熔斷，其余兩相熔斷器還未熔斷時(shí)，此時(shí)的短路電流若超過真空開關(guān)1的開斷能力，閉鎖真空開關(guān)跳閘回路，三相電流都由熔斷器FU開斷；若短路電流值在真空開關(guān)的開斷能力范圍內(nèi)，真空開關(guān)立即跳閘。由于真空開關(guān)的固有分閘時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾十ms，這時(shí)氧化鋅電阻R1、R2串聯(lián)共同承擔(dān)系統(tǒng)電壓，保證氧化鋅電阻安全。
微機(jī)控制器2根據(jù)電路提供的電流信號(hào)，判斷設(shè)備或線路是否發(fā)生短路，短路電流大小，如果短路電流超過真空開關(guān)1的開斷能力，微機(jī)控制器2就閉鎖真空開關(guān)跳閘回路，短路電流由大容量限流熔斷器FU開斷，如果短路電流在真空開關(guān)1的開斷能力范圍內(nèi)，微機(jī)控制器2立即發(fā)出指令，令真空開關(guān)跳閘。微機(jī)控制器2根據(jù)熔斷器提供的動(dòng)作接點(diǎn)K信號(hào)，令真空開關(guān)跳閘，避免大容量限流熔斷器FU一相熔斷系統(tǒng)缺相運(yùn)行，同時(shí)微機(jī)控制器2記錄故障信息，避免兩相短路必須更換三只熔斷器的不利。
權(quán)利要求1.大容量高壓限流熔斷器組合保護(hù)裝置，包括限流熔斷器、真空開關(guān)和微機(jī)控制器，其特征在于所述限流熔斷器為大容量高壓限流熔斷器，所述真空開關(guān)為高壓真空開關(guān)；所述大容量高壓限流熔斷器由基本氧化鋅非線性電阻R2與帶并聯(lián)間隙G的氧化鋅非線性電阻R1串聯(lián)后與高壓限流熔斷器FU并聯(lián)組成，再與小容量的高壓真空開關(guān)(2)串聯(lián)，額定電流在10A-500A，其開斷電流可達(dá)300kA；高壓限流熔斷器FU通過動(dòng)作接點(diǎn)K連接著微機(jī)控制器的輸入端；微機(jī)控制器的輸出端聯(lián)接著與電源聯(lián)接端相連的高壓真空開關(guān)；本裝置串聯(lián)在供電電源與三相電氣設(shè)備之間，高壓真空開關(guān)的一端聯(lián)接著電源，基本氧化鋅非線性電阻R2與高壓限流熔斷器FU的接點(diǎn)端聯(lián)接著三相電氣設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大容量電力系統(tǒng)在發(fā)生短路時(shí)自動(dòng)限制短路電流并快速可靠開斷的一種保護(hù)裝置，即大容量高壓限流熔斷器組合保護(hù)裝置。特點(diǎn)是采用大容量高壓限流熔斷器，其由基本氧化鋅非線性電阻與帶并聯(lián)間隙的氧化鋅非線性電阻串聯(lián)后與高壓限流熔斷器并聯(lián)組成。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、造價(jià)低、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于具有較大短路容量的線路、變壓器，發(fā)電機(jī)出口端的直聯(lián)支路的保護(hù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01H85/00GK2726190SQ20042007958
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者徐成飛 申請(qǐng)人:安徽賽普電力保護(hù)有限公司