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CRKR系列大容量高速限流开关装置

发布时间:2018-01-26   浏览量:1839次


第一章

装 置 简 介

本公司生产的大容量高速开关装置是公司的专利产品,已通过安徽省科委鉴定,具有国际领先水平。请在使用前务必先仔细阅读说明书,以便能正确和安全地使用本装置。


1.1  概 述

众所周知,电力系统发生短路故障时,短路电流一般为额定电流的十几倍,有时达到几十倍,短路冲击电流甚至超过百倍。这给发电机、变压器、断路器、输电线路等电气设备造成很大危害,而目前即使较好的断路器的开断时间也在几十毫秒以上,这就对它们的热稳定和动稳定有较高的要求。因而开发一种能快速、可靠地开断短路电流的开关,这不仅对电力系统安全、可靠的运行显得十分重要,而且对降低电气设备使用厂家的设备成本也有着十分重要的意义。

大容量高速开关装置(CRKR)是本公司为了满足电力系统对短路保护的需求而开发的新型短路保护装置,它可在短路电流上升的初始阶段,即将短路电流开断(少于1ms),使其不能以短路电流的峰值流向短路点,从而达到了保护发配电设备及供电线路的目的。以下大容量高速开关装置简称为“CRKR”。

1.2 型号含义

1.3

CRKR的基本结构和主要元件

CRKR的本体的基本结构如图1所示。

图 1 CRKR结构图

载流桥体:简称“FS”。其冷态直流电阻值的范围为5~20μΩ,在正常情况下,主回路中的电流99%从FS上流过。在主回路出线故障的情况下,FS在脉冲电流的作用下,在不大于150μs的时间内断开。

高压限流熔断器:简称“FU”。其冷态直流电阻值的范围为5~20mΩ,在正常情况下,主回路中电流从FU上流过的不超过1%。在主回路出线故障的情况下,FS开断后,短路电流进入FU,在不大于0.5ms

的时间内FU熔断。

氧化锌:简称“FR”。其冷态直流电阻值为无穷大,在正常情况下,主回路中电流不从FR上流过。在主回路出线故障的情况下,在FU熔断过程中,线路上可能会产生瞬时过电压,此时FR对其进行限压。当系统能量较大,FU不能可靠完全吸收时,FU的弧压使FR导通,进行吸能和限压。

除去以上三个主要元件外,CRKR还包括专用电流互感器、专用脉冲变压器和控制器。


专用电流互感器:简称“CT”。保证20倍额定电流情况下,二次输出信号不饱和、不滞后。

专用脉冲变压器:简称“MB”。保证其输出的脉冲信号,使FS在规定时间内断开。

控制器:简称“ZK”。根据CT输入的信号,对数据进行分析计算,当电流增长率di/dt  和电流i满足整定值时,则ZK向MB发出动作脉冲信号。


1.4    CRKR一次系统图

CRKR的一次接线图如图2所示:

图2   一次接线图


1.5  柜体结构

CRKR可以根据用户的要求,增加高压隔离开关和断路器等其他元件,同时它的进出线方式、柜体尺寸等也可根据用户要求进行调整。

以下是配置了1台高压隔离开关、1台真空断路器,进出线方式为上进后出,柜体尺寸为1200mm(宽)×1300mm(深)×2500mm(高),HYDR的柜体如图3所示。

图 3   CRKR的柜体图

正常情况下,柜体二次室上的有三个指示灯,分别是CRKR工作指示、CRKR报警指示、CRKR动作指示;如柜内安装了真空断路器,则要另加三个指示灯,分别是:分闸指示,合闸指示,电机储能指示。还要增加分闸按扭和合闸按钮。


1.6 控制器结构

CRKR的控制器为5U机箱结构,其面板布置如下图所示:

1.7 控制器参数整定


控制器中的需要整定参数有3个,是启动电流值、最小动作电流曲线和电流增长率,示意图如图5所示,整定参数的选择原则如下:

1)

启动电流值

电流值的整定原则是避开设备的额定电流、过负荷电流以及设备投切时的冲击电流。

A) 大容量高速开关安装在发电机出口处

电流值=K*1.3*√2*In         K=1.1~1.2  K为安全系数

In为发电机的额定电流

1.3为发电机允许过电流倍数

B) 大容量高速开关安装在厂用变高压侧

电流值=K*12*√2*In                   K=1~3  K为安全系数

In为变压器的额定电流

12为变压器合闸时的冲击电流倍数


2) 最小动作电流曲线


最小动作电流曲线的选择原则是避开断路器开断电流范围内的短路电流,同时还要避开设备合闸时的冲击电流,还要从要保护设备的动稳定和热稳定的角度来考虑。


A)大容量高速开关安装在发电机出口处


最小动作电流曲线= K*1.3*√2*Insin(18t)  K=1.1~1.4 为安全系数

In为发电机的额定电流

1.3为发电机允许过电流倍数

B)   大容量高速开关安装在厂用变高压侧

最小动作电流曲线=K*√2*Insin(18t)

In为变压器的额定电流

K=20~30

K为综合考虑了变压器所能承受的最大短路电流以及断路器所能安全开断的最大短路电流

3)  电流增长率

电流增长率是在最小动作电流曲线上,电流幅值等于电流整定值处的斜率。

图5  参数整定值示意图

1.     8  控制器工作原理

1.8.1 控制器

控制器是由电流信号板、采样板、电源板、触发板、底板组成。

1)   电流信号板

电流型信号板是将电流互感器二次侧电流信号经过磁隔离后转换成电压信号,它主要是由霍尔电流传感器、精密电阻等元件所组成,其工作原理如图6所示。

图6 电流信号板工作原理


电压型信号板是将洛克斯线圈输出信号隔离后转换成电压信号,它主要是由隔离放大器、精密电阻等元件所组成,其工作原理如图7所示。

图7 电压型信号板工作原理

2)

采样板

这块板的作用是对电流信号板输出的电压信号进行放大、A/D转换、运算等处理,如果信号幅值和增长率满足条件,则发出动作信号给表决板;同时还对板上的器件进行监控,若器件发生故障则发出报警信号。为了提高可靠性,采用3块采样模块进行采样处理。

对三块采样模块输出的动作信号进行判断,若三块采样模块有二块以上发出动作信号则表决模块发动作信号给触发板;同时对三块采样模块和自身的器件进行监控.其工作原理如图8所示。

图8 采样板工作原理


3)

电源板

这块板的作用是给整个控制器提供电源,同时对各种动作、工作、报警信号进行放大,驱动继电器。其工作原理如图9所示。

图9 电源板工作原理


4)触发板


该触发板将动作信号转换成脉冲信号输出到脉冲变压器引爆桥体开断器。其工作原理如图10所示。

图10 触发板工作原理


第二章        安装调试、使用及检修

2.1

整机与控制回路的的安装及调试

2.1.1 装置安装时的注意事项

大容量高速开关装置是由用户或安装公司进行安装,应注意以下几点:

1)装置及单柜型控制器的柜体四周应与墙体保持0.6米的距离;

2)确认装置的接地线应可靠接地;

3) 确认电流互感器与脉冲变的引线的屏蔽层与现场的接地系统可靠地连接;

4) 将控制器输出的动作、工作、报警三对无源接点接入用户的监控系统。应与用户一起对接入的接点进行核对,以确保接入的接点准确可靠;如需要HYDR装置来联跳与HYDR柜串联的断路器,则要将HYDR柜输出的跳闸无源接点接入断路器的跳闸回路。

2.1.2 装置调试时的注意事项

在装置安装完毕,同时常规试验合格后,由本公司调试人员进行现场调试工作,现场调试的步骤:

1)确认脉冲变高压侧的引线与分断器引出线(即桥体上的引线)断开,并且将分断器的引线短接;

2)将控制器端子排上的电流互感器端子与输入引线解开,把端子排上的A、B、C三相CT端子串接起来,然后将输入电流信号连接。如现场有微机保护测试仪最好,否则可以用调压器来代替。

3)将CRKR柜内脉冲变高压侧的端子分别接到信号板上,此信号板由本公司调试人员自带。

4)调整微机保护测试仪(或调压器)的输出电流,使输出电流的峰值等于设计方案中动作电流曲线的峰值的90%,装置不能误动;

5)调整微机保护测试仪(或调压器)的输出电流,使输出电流的峰值等于设计方案中动作电流曲线的峰值的110%,装置不能拒动。当动作时信号板(调试人员自带)上的信号灯三相同时亮,CRKR柜上的动作信号灯也应亮;

6)试验结束后,应将电流互感器、脉冲变压器、分断器的引线全部恢复,同时对电流互感器和脉冲变压器本体至控制器的连线逐一进行核对,以确保连接正确。

7)CRKR装置调试完毕,并检查无误后,方可投运。

2.2

CRKR柜的使用说明

1、 控制器操作顺序

²  投运时,先投入控制器电源,再投入主柜;退出时,先退出主柜,再断开控制器电源。

2、 控制器的面板布置如图4所示。

²  控制器中的测试板是用来在投运前以及检修时对本装置进行检测的。可以使用本公司生产的大容量高速开关装置检测仪来进行检测。

²  CT所测得的电流信号通过接线端子接入控制器中。

3、  CRKR柜二次室柜门上共有三个指示灯,分别为工作、动作、报警。在CRKR正常工作时,面板上的工作指示灯亮,其余指示灯均不亮;当CRKR动作时,分闸、动作指示灯亮,报警指示灯不亮;如果报警指示灯亮,而动作指示灯不亮时,请按控制器上的复位按钮复位,如果不能解除报警信号,请务必通知本公司,本公司将迅速派技术人员前往解决。

控制器退出运行后,对主回路的正常运行没有任何影响,但起不到保护作用。

4、 CRKR柜正常运行时,只要注意检查FU是否熔断、隔离开关接头、母线接头是否过热,主柜与测控柜上的指示灯指示是否正确即可。

5、 控制器在使用过程中,其内的插拔件不能带电插拔。


2.3 CRKR柜动作后的更换

2.3.1

CRKR柜动作后,应进行如下工作:

1、

检查测控柜的动作信号和现场情况,记录动作时的有关运行数据和现象。

2、

检查FS是否分断,观察FU的撞针是否弹出。

3、 更换FU和FS。

4、 若有两相或超过两相的FU和FS动作,则无论第三相的FU 和FS检测结果如何,均应全部更换。

5、 查看隔离开关和断路器是否正常,并清除设备内部的尘埃和金属粒子;

6、 尽快恢复装置运行。

7、 联系本公司并向本公司提交事故报告,以便及时补充备品。

2.3.2

桥体更换

在CRKR柜动作后,应尽快更换桥体。更换桥体的步骤是:

1、对CRKR柜进行停电操作,同时将控制器电源断开;

2、对CRKR柜进行验电,且安装接地线;

3、将已熔断的载流桥体和高压限流熔断器拆下;

4、将新的载流桥体和高压限流熔断器装上,注意分断器的引出线朝向对应的脉冲变压器一侧且不要弄断;

5、将分断器的引出线接入脉冲变高压侧的端子上;

6、拆除接地线;

7、合上控制器电源,CRKR柜具备送电条件。




第三章

运输和储存注意事项

1、

在长期不用时,本装置不宜在室外储存,应存放在干燥、通风的户内仓库中。

2、

由于CRKR主件中含有雷管和炸药,所以在运输中应避免碰撞;不要长距离在三级以下的公路上运输,必要时,可以拆散包装。CRKR主件应避免受潮及爆晒。


第四章

货 须 知

1、CRKR的用户,如CRKR柜出现动作后,请将系统中出现的故障情况进行简单描述,并以书面形式通知公司,技术服务电话见第二页。

2、如是准备订购CRKR柜的用户,请提供如下参数:

1)

系统的电气主接线图,接入系统的短路阻抗(或短路容量)、系统的运行方式,系统中最大配电变压器容量和最大电动机功率以及系统中最小的断路器开断电流;线路中有关断路器的开断能力。

2)还应提供系统中发电机参数(P,COSφ,Xd”),变压器参数(S,Ud%),电抗器参数(U,I,Xk%)。

3)还应提供本装置的安装位置(单独放置或与别的柜体拼柜)和进出线方式(上进上出、上进下出、上进后出、后进后出、上进侧下出以及侧下进侧下出登)。

4)     供货期一般为用户确认本公司设计后40天,如有特殊要求可另行商议。