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MS系列高速断路器及切换控制器
【日期】 2012年1月5日   【浏览】 [4713]
1.概述
大中型企业的内部电网(简称内网)和国家电网(简称外网)相连,形成供电系统。该系统内任何一支路出现短路都会造成整个系统的电压跌落,而且发生短路的支路电压等级越高,影响面越大,跌落值也越大。短路发生后,该支路的保护装置将动作使断路器跳闸切除故障支路。从短路发生到故障切除这段时间,系统电压经历从跌落到恢复的过程,这种现象在不同的行业有不同的叫法,有的被称为“晃电”,有的被称为“失电”,或“晃动”、“陡降”等等;晃电对变频器、电动机、继电器的有着严重的影响,从而引起的事故,往往造成很大的经济损失。

 
    本公司研发了一种精确控制瞬时切换技术(Precisely Controled Instant Switching,缩写PCIS),并生产出控制器、断路器一体化的开关装置,其测控时间加上开关的分合闸时间小于12ms,完全满足对敏感负载保护的要求。其中的切换控制器从电压陡降的时刻起在2ms内捕捉到电压的变化,并判断出,如果此次变化持续是否有可能造成敏感负载的停运或冲击,如有必要就发出切换指令。高速断路器在接到切换指令后10ms内就能完成分合闸的动作,把有敏感负载的支路换到备用电源上继续运行。
为了在分闸时提高断路器的短路电流开断容量,提高断路器的使用寿命,切换控制器发出的是精确分相的控制指令,使得高速断路器各相都是在电流过零前的零点几毫秒时开断,尽量减少断路器触头电弧燃烧。
该断路器合闸时,可采用分相合闸控制技术,使合闸冲击电流减至最小。另外高速断路器还有一套微机综合保护装置提供常规保护。
2.切换控制器简介
控制器可在工作电源系统发生短路故障或失电的2ms之内发出动作信号,实现两路电源的自动切换。
当本支路以外支路或外网发生短路故障,对电动机来说,本支路的电动机向短路点反馈电流较小,电压大幅下降,以此来判定为区外短路,可以进行切换。对变频器的支路来说,电压大幅下降,变频器交流侧电压低于直流侧母线电压,该支路输入电流为零,立即进行切换。
当本支路内部发生近区短路时,短路电流较大,电压大幅下降,为区内短路。此时只能切断支路,不能把发生短路的支路切换到备用电源上去。
当工作电源发生上级开关偷跳等停电故障,电流为零,电压持续下降,应立即进行切换。
通过对系统电流、电压变化特征的分析,可以判断系统故障类型,从而采取相应的投切策略。本公司研发的快速算法,能在短路电流上升2mS内完成对短路电流、母线电压的计算,判断内外网短路及电压凹陷,并发出动作信号。对于有电动机的支路,控制器立即发出分闸信号和切换信号,在第一个周波的过零点切断短路电流,在30mS内完成将敏感负载从短路系统中切开、并换切到备用电源的操作。对于有变频器的支路,由于系统电压下降到低于变频器电容电压,输入电流为零,开关可在15mS内完成将变频器从短路系统中切开、并切换到备用电源上的操作。
正常运行时控制器检测工作电源各相电压,面板上显示工作电源母线各相电压和所控支路的负荷电流。若发现备用电源异常则闭锁备用电源切换回路并报警,面板显示故障状态,输出无源开关量接点信号,并通过微机通讯系统向控制中心报告故障信息。
3.切换装置的实际应用
3.1全部负载切换
在外网晃电时把全部负载切换到备份电源上有两种方法图 3  全负载切换方案

 
3.2只切换敏感负载
在外网晃电时只对敏感负载进行切换,保证了敏感负载的运行不被中断,而非敏感负载不进行切换,备用电源容量可以相应减少。变频器或电动机可以多台合并成一组切换,重要的敏感负载也可以考虑用单个切换。这种方式的显著优点是,在发生外网晃电或内网中非敏感负载短路造成晃电时,都能进行切换。

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