一种爆破式短路电流限制器的制造方法_2

电路和微机电路双系统，提高了动作准确性。在一实施例中，控制单元6用于短路电流信号的采集、计算、判断、爆破信号输出，包括主控单元、信号处理单元、储能单元、点火单元、显示单元，其工作原理是:装置电源对储能单元进行充电，电流互感器5输入的电流经过转换、去除干扰、信号甄别等一系列操作后，在经信号处理单元处理后输入主控单元，再经过算法运算，生成动作指令；若所述动作指令满足动作条件，由其向点火单元发出点火指令。为避免高压一次系统的电磁干扰，IlOkV高速开关的测控系统应布置在低压侧，为提高工作可靠性，采用数据逻辑电路和微机双重管理。逻辑电路采用三极管实现，微机电路采用DSP快速运算模块，CPU采用美国微芯公司的PIC芯片。测量用的电流互感器可直接应用变电站内现有装置，并通过高速数字信号处理的方式，保证对系统检测的实时性。储能单元由高压产生和继电器充放电控制电路以及三组相互独立的大容量电解电容构成，高压产生回路可产生1000V左右电压。点火单元采用电容直接产生电离子火花的方式，直接点燃导爆管。带触摸功能液晶显示屏显示装置的工作状态、日期时间等信息，面板上同时显示信号状态、电源状态。
[0023]本发明实施例的爆破式短路电流限制器的工作流程为:
[0024]1、当正常运行时，爆破式高速隔离器I几乎承载全部工作电流，高压限流熔断器2和限流电抗器3被旁路，没有电流。
[0025]2、当IlOkV电网系统中发生短路故障时，短路电流经电流互感器5传输至控制单元6识别后，发出控制信号，点燃高速引爆管7。高速引爆管7引爆爆破式高速隔离器I中埋设的炸药，载流导体立即开断，其电阻迅速上升，短路电流转移至高压限流熔断器2中，经熔化、汽化、灭弧，将电流转移至限流电抗器3。若高压限流熔断器2提前截流，产生过电压，则高能氧化锌避雷器4动作，限制截流电压。
[0026]具体实施例:
[0027]以一个220kV变电站内的一台容量180MVA、联接组别YNynOdll的220kV变压器为实施例进行说明。如图4所示，变压器中压侧出线经爆破式短路电流限制器、断路器、隔离开关至中压母线，高速隔离器、限流熔断器、电抗器、避雷器并联接入。在该实施例中，电抗器的电抗值为5.5 Ω，两端子间能承受短时工频耐压35kV ; I1kV爆炸式高速隔离器采用两个载流桥体串联，每个桥体动作后开断的净距离为110mm，两个串联桥体开断后的净距离将达到220mm，可满足电抗器两端电压35kV要求；高压限流熔断器采用高性能熔丝，内部填充材料为银，长度700mm，额定开断电流达到4kA，两端电压能满足35kV要求；高能氧化锌避雷器采用具有高方波通流能力的氧化锌电阻片，Imm电位梯度达到30V ;电流互感器可直接使用变电站现有设备。虽然普通保护用电流互感器在大电流第一个周波作用下铁芯易饱和，导致二次电流出现偏差。但本发明控制系统在短路电流第一个周波上升过程中完成检测，随即引爆高速隔离器，不存在互感器铁芯饱和问题。
[0028]在本具体实施例中，正常运行时，运行电流几乎全部流经高速隔离器，当发生短路故障时，高速隔离器快速断开，短路电流被转移至限流熔断器，经熔化、汽化、灭弧后，短路电流又被转移至电抗器，由于电抗器阻抗串入，短路电流被限制，从而保护变压器中压侧绕组。
[0029]通过本发明实施例的爆破式短路电流限制器，解决了限制IlOkV电压等级短路电流的技术难题，有效保护变压器等重要设备免受短路电流的冲击。并且，本发明实施例的爆破式短路电流限制器还具有以下有益效果:
[0030]1、通过干式限流电抗器并联到高速隔离器两端，既降低了断口电压又限制了短路电流；
[0031]2、控制系统采用逻辑电路和微机电路双系统，提高了动作准确性；
[0032]3、采用高速引爆管传递触发能量，巧妙解决了一次高压系统和电子控制系统的隔离问题；
[0033]4、采用高速隔离器的双断口串联形式，避免高压下断口的重击穿；
[0034]5、正常工作情况下，熔断器和电抗器等呈零阻抗或低阻抗状态，有功功率和无功功率损耗小；
[0035]6、控制系统安装于低电位，抗电磁干扰能力强。
[0036]本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种爆破式短路电流限制器，其特征在于，包括:爆破式高速隔离器、高压限流熔断器、限流电抗器、高能氧化锌避雷器、电流互感器、控制单元以及高速引爆管； 其中，所述高压限流熔断器、限流电抗器、高能氧化锌避雷器分别与所述爆破式高速隔离器并联后串入导线中需快速开端的位置，所述电流互感器串联在所述导线中，其一次绕组用于测量导线回路电流，其二次绕组生成短路电流信号并连接至所述控制单元； 所述控制单元采集所述短路电流信号，并通过所述高速引爆管连接所述爆破式高速隔离器，根据所述短路电流信号引爆所述爆破式高速隔离器中的炸药。2.根据权利要求1所述的爆破式短路电流限制器，其特征在于，所述爆破式高速隔离器采用双断口串联形式，防止断口重击穿。3.根据权利要求1所述的爆破式短路电流限制器，其特征在于，所述控制单元包括:主控单元、信号处理单元、点火单元和显示单元； 所述信号处理单元对所述电流互感器输入的短路电流信号进行转换、去除干扰、信号甄别后，输入所述主控单元； 所述主控单元进行算法运算，生成动作指令； 若所述动作指令满足动作条件，由向所述点火单元发出点火指令； 所述显示单元为触摸功能液晶显示屏，用于显示装置的工作状态、日期时间、信号状态以及电源状态。4.根据权利要求1所述的爆破式短路电流限制器，其特征在于，所述限流电抗器为干式空心电抗器，所述高压限流熔断器、爆破式高速隔离器与高能氧化锌避雷器位于所述干式空心电抗器内部。5.根据权利要求1所述的爆破式短路电流限制器，其特征在于，所述高压限流熔断器与所述爆破式高速隔离器并联，在所述短路电路作用下，其熔体快速熔化、汽化、产生电弧、建立弧压、熄灭电弧，以实现电流的开断。6.根据权利要求1所述的爆破式短路电流限制器，其特征在于，所述高能氧化锌避雷器与所述高压限流熔断器并联，用于限制所述高压限流熔断器两端可能出现的截流过电压，防止断口重燃和电抗器匝间绝缘损坏。7.根据权利要求1所述的爆破式短路电流限制器，其特征在于，所述限流电抗器与所述爆破式高速隔离器并联，用于降低断口两端电压和限制短路电流。8.根据权利要求1所述的爆破式短路电流限制器，其特征在于，所述高压限流熔断器采用高性能熔丝，内部填充材料为银。9.根据权利要求1所述的爆破式短路电流限制器，其特征在于，所述高能氧化锌避雷器采用具有高方波通流能力的氧化锌电阻片。
【专利摘要】本发明提供了一种爆破式短路电流限制器，包括：爆破式高速隔离器、高压限流熔断器、限流电抗器、高能氧化锌避雷器、电流互感器、控制单元以及高速引爆管；其中，所述高压限流熔断器、限流电抗器、高能氧化锌避雷器分别与所述爆破式高速隔离器并联后串入导线中需快速开端的位置，所述电流互感器串联在所述导线中，其一次绕组用于测量导线回路电流，其二次绕组生成短路电流信号并连接至所述控制单元；所述控制单元采集所述短路电流信号，并通过所述高速引爆管连接所述爆破式高速隔离器，根据所述短路电流信号引爆所述爆破式高速隔离器中的炸药。本发明解决了限制110kV电压等级短路电流的技术难题，有效保护变压器等重要设备免受短路电流的冲击。
【IPC分类】H02H9/02, H02H9/04
【公开号】CN104979811
【申请号】CN201410131331
【发明人】杨海超, 周毅, 马继先, 龙凯华, 杨大伟, 邬彦威, 郝震, 郭绍伟, 潘卓, 李凤海
【申请人】国家电网公司, 华北电力科学研究院有限责任公司, 国网冀北电力有限公司电力科学研究院, 国网冀北电力有限公司承德供电公司, 国网冀北电力有限公司唐山供电公司, 国网冀北电力有限公司张家口供电公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月2日