無損耗快速限流保護柜
概述
電力系統(tǒng)中運行發(fā)生短路故障時短路電流一般為額定電流的十幾倍，給變壓器、發(fā)電機、斷路器、輸電線路等電氣設(shè)備造成很大危害， 而目前較為經(jīng)濟實用的真空斷路器的開斷能力均在40KA 以下 ，開斷時間需要近百毫秒。隨著各類型用電企業(yè)的發(fā)展壯大，用電負荷大舉攀升，主變壓器容量也相應(yīng)增大，各企業(yè)電網(wǎng)系統(tǒng)面臨短路電流已經(jīng)接近和達到負載真空斷路器的最大使用極限，負載側(cè)真空斷路器
開斷容量不足、 變壓器抗短路電流沖擊能力設(shè)計不足等問題， 嚴重威脅著企業(yè)安全運行 。
面臨越來越嚴重的短路電流超標問題，很多企業(yè)采用高阻抗變壓器限制系統(tǒng)短路電流，但變壓器加大阻抗沒有最終解決限流深度問題，電動力減少，還帶來了有功無功損耗、投資成本上升 。
采用串聯(lián)限流電抗器也沒有從根本上解決限流深度問題（電抗率均在百分之十幾左右），同時帶來了有功無功損耗、母線壓降、漏磁場等弊病，系統(tǒng)發(fā)生短路時由于限流深度不夠，不能有效的保護發(fā)電機、變壓器等主要電氣設(shè)備 ，在巨大的短路電流沖擊下產(chǎn)生繞組變形而損壞，災難性事故發(fā)生 。
目前市場上使用的爆炸型大容量高速開斷裝置和電抗器并聯(lián)運行，雖然解決了電抗器有功無功損耗、電壓降、漏磁場問題，但是當發(fā)生短路故障后其一次元器件動作，電抗器投入工作并沒有解決限流
深度問題。該類型裝置需要更換新的橋體，方可重新投入運行。企業(yè)運行費用不僅增加，并且增加了安裝柜體的空間及電抗器裝置之間的母線連接，人為的設(shè)置了故障隱患點 。
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置是本公司為了滿足電力系統(tǒng)對短路保護的需求而開發(fā)的一種新型短路限流保 護裝置，它可在短路電流的初始階段，快速投入深度限流電抗器將短路電流限制在可靠的范圍內(nèi) ，從而達到了保護發(fā)配電設(shè)備及供電線路的目的。
適用范圍
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置為理想節(jié)能和經(jīng)濟有效的限流方案，大大減少系統(tǒng)擴建或聯(lián)網(wǎng)運行所需要的投資。
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置可解決高阻抗變壓器、普通串聯(lián)限流電抗器、爆炸型大容量高速開斷裝置不足，在新供用電系統(tǒng)設(shè)計及企業(yè)系統(tǒng)改造時，可利用本裝置深度限流電抗器，加大系統(tǒng)阻抗，使負荷側(cè)斷路器的開斷電流進一步減小，降低造價。
短路發(fā)生時裝置快速投入母聯(lián)深度限流電抗器，加大系統(tǒng)內(nèi)抗，故障點切除后，深度限流電抗器退出，不影響整個系統(tǒng)的正常運行，
聯(lián)網(wǎng)運行使變壓器的使用價值得到提高。
對不允許瞬時間斷供電須強行自啟動的重要負載，可提高供電質(zhì)量。
線路短路時，裝置快速投入電抗器，深限流電抗器上的殘壓可完全滿足維持重要負荷繼續(xù)運行而不受影響。
發(fā)電機出口或者廠用高壓側(cè)短路能得到快速有效保護。
本裝置開斷容量大、限制短路電流深，是發(fā)電機出口及廠用分支的理想保護設(shè)備，使發(fā)電機、變壓器得到快速有效的保護。
工作原理
該裝置主要由特種高速開關(guān)（非傳統(tǒng)方式火工部件，避免了開斷一次更換一次橋體）、阻容吸收器FC、高能限壓器FR 測控單元等組成，簡稱AZL。特種高速開關(guān)與FU 阻抗相比為1∶2000。因此正常運行時工作電流經(jīng)特種高速開關(guān)流過。系統(tǒng)發(fā)生故障短路時 ， 接到測控單元的分斷命令后，在5ms之內(nèi)特種斷路器快速斷開，電流轉(zhuǎn)移至阻容吸收器FC，使FC在0.5 ms導通內(nèi)吸收開斷能量。FC斷開時產(chǎn)生的過電壓使FR導通，F(xiàn)R 吸收開斷后產(chǎn)生的過電壓能量及電源注入的能量，使特種高速開關(guān)順利熄弧，并把斷開時的過電壓限制在允許的2.5 倍相電壓范圍內(nèi)。
本裝置通過暫態(tài)電流互感器 ，監(jiān)視系統(tǒng)電流，當短路電流大于設(shè)定的幅值，高速DSP通過波形還原、波形跟蹤和FFT 算法，快速精確的預測出三相電流過零點的精確時間，當電流幅值和電流變化率同時超過定值時，判斷為短路發(fā)生，并采用3 個相同的獨立工作的測控部件，以“ 三取二 ”動作方式做出判斷，向特種高速開關(guān)發(fā)出分斷信號。
測控器運行的截止電流和截止時間曲線圖
高速開關(guān)在電流接近過零點時三相分別準確分閘開斷，短路電流換流進入深限流電抗器中，限制短路電流，短路電流幅值大大降低 。
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置可在5～15ms內(nèi)可將短路電流限制在原幅值30%以下，使系統(tǒng)所受到的短路沖擊大大降低，保護系統(tǒng)內(nèi)變壓器發(fā)電機等電氣設(shè)備，同時提高了短路點負載真空斷路器使用壽命，保障了系統(tǒng)的安全運行。短路故障切除后，測控單元自動檢測母線電壓回升立即給高速開關(guān)發(fā)出合閘命令，深限流電抗器退出 ，系統(tǒng)即可恢復正常運行。
關(guān)鍵技術(shù)
1、DSP無損電流信號檢測技術(shù)
· 開斷電流的啟動值自動相位跟蹤；
· DSP技術(shù)快速測算表決時間： min 55μs max 110μs；
· 雙DSP高速無損電流信號檢測連續(xù)（順序）遞推算法，智能化表決判定，安全、準確。
2、DDS無遲緩相位跟蹤技術(shù)
DDS無遲緩相位跟蹤技術(shù)，實時跟蹤實際運行電流波形的相位和強度，并與全波段預先整定Ilimit自動比較判定。
3、電流變化率雙重判定表決方式，軟、硬件獨立檢測,綜合判定表決，可靠性高。
產(chǎn)品特點
1、動作速度快：本裝置能在系統(tǒng)發(fā)生短路的5～15ms內(nèi)將短路電流開斷。
2、開斷能力強：本裝置中的特種斷路器開關(guān)為三相動作，利用對觸頭分斷初始時間的合理控制，阻容吸收，使燃弧時間小。大大增加了滅弧室的開斷余量，短路開斷能力可輕松達到80kA。
3、限流電抗器效果好：本裝置中非線性限流阻抗正常運行時，無電流通過，無能損耗，無壓降，不產(chǎn)生漏磁場。只在短路發(fā)生時投入工作，阻值可根據(jù)系統(tǒng)需要，能在2～3ms內(nèi)斷開80kA以上的短路電流，并且換流器限制產(chǎn)生1.5倍額定相電壓以上的過電壓，將短路電流換入到與其并聯(lián)的高阻抗中，將短路電流限制在2kA左右；非線性度好，并且吸收能量大。
4、使用壽命長：本裝置中開關(guān)使用高速驅(qū)動機構(gòu)，使用簡單的直線運動，沒有復雜的傳動機構(gòu)，磨損小，機械壽命及可靠性大大提高。同時，本裝置系阻容吸收，燃弧期間的燃弧量不到普通斷路器的10%，開斷容量大大提高，觸頭燒灼小，其觸點電壽命呈級數(shù)上升，深限流電抗器無短路發(fā)生時，處于零損耗，不發(fā)熱，無壓降，使用壽命長。
5、性能高可靠：本裝置核心部件工藝嚴格，即使在強電磁干擾環(huán)境下，仍能可靠運行。控制器帶有實時自檢功能，各功能信息均能通過發(fā)送后臺報警監(jiān)控，控制器可以在1～2ms內(nèi)準確判斷出短路支路，并發(fā)出動作指令；
6、動作分散度小、合閘無反彈：大幅度縮短了合閘時間并配置了直接驅(qū)動的高速渦流驅(qū)動機構(gòu)，合閘分散度可以控制在0.1ms以內(nèi)；并可根據(jù)現(xiàn)場情況，加裝防觸頭撞擊裝置，保障合閘無反。
產(chǎn)品型號及技術(shù)參數(shù)
型號及含義
主要技術(shù)參數(shù)
設(shè)備名稱：6、10、35kV YM-WSH無損耗快速限流保護裝置
系統(tǒng)額定電壓： 6、10、35kV
系統(tǒng)額定電流：1000A、1600A、2000A、3000A、4000A、5000A
雷電沖擊耐受電壓（峰值）：75kV、180kV
短時（1min）工頻耐受電壓 ：42kV、90kV
額定頻率：50Hz
額定短時耐受電流：100kA、200kA
額定峰值耐受電流：100kA、200kA
額定短時開斷電流：40kA、80kA
接觸電阻：<100μΩ
合閘時間：10ms
分閘時間 ：<5ms
合閘不同期 ：<2ms
一次系統(tǒng)圖
實驗設(shè)備
使用條件
環(huán)境濕度：-30℃~+60℃；
大氣壓力：80~110kPa；
空氣相對濕度：90%（25%）、50%（40%）；
通用型海拔高度：≤2000m，高原型海拔高度可達4000m；
使用地點不得有爆炸危險的介質(zhì)，周圍介質(zhì)中不得含有腐蝕和破壞絕緣的導電介質(zhì)或氣體，不允許環(huán)境充滿蒸氣及含有較嚴重霉菌存在。
結(jié)構(gòu)示意及安裝圖
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置
1、眉頭；2、柜體；3、綜合裝置；4、綜合保護；5、帶電顯示裝置；6、溫濕度控制器； 7、指示燈；8、一次模擬牌；9、觀察窗；10、銘牌；11、絕緣子；12、阻容吸收器；13 、限壓器；14、高速開關(guān)；15、高壓傳感器；16暫態(tài)電流互感器；17、專用過電抑制器；18、電磁鎖；19、柜內(nèi)照明燈。
YM-WSH無損耗快速限流保護裝置安裝尺寸圖
用戶須知
◆ 訂貨時應(yīng)提供：系統(tǒng)參數(shù)及主接線圖； 系統(tǒng)預期故障過電壓水平及限壓要求； 現(xiàn)場設(shè)備布置尺寸；安裝環(huán)境，安裝方式及運行方式。
◆ 運輸和儲存時，不得遭受水汽或有害氣體侵蝕，不得受到嚴重的機械撞擊；
◆ 產(chǎn)品存放處應(yīng)空氣流通，環(huán)境溫度不高于+45℃，相對濕度不高于95%；
◆ 供貨周期為合同簽訂后20天，若有特殊要求另行協(xié)商。