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一种母线电源快速保护柜 渠松 背景 引起晃电的主要原因有很多种，其中包含雷击、外网电压波动以及短路故障等外部不可 抗因素，也包含不平衡负载启动、厂用电切换等人为因素。据统计，因雷击造成电压暂降大 概占到 60%以上。由于电压暂降发生的偶然性以及不可预见性，因此可以说电压暂降是不可 避免的。由外部电网、内部故障等原因导致的晃电现象会影响电网供电的可靠性，导致生产 企业敏感负荷如大量接触器、 变频器、PLC、各种数字设备等跳闸或损坏，而且易造成计算 机信息丢失、 死机，进而可能导致工艺生产中断， 给企业造成重大的经济损失，甚至影响 企业的安全稳定运行。 根据现有的保护配置，当发生接地故障时，保护装置检测时间约 60ms，常规弹簧操作机 构的断路器跳闸时间 60ms，电压暂降持续时间至少 120ms以上。电压暂降虽然持续时间短， 造成的后果却十分严重，具体危害如下： （1）当电压下降到额定值的 70%以下时，持续时间超过 1 个周波时，接触器就会脱扣 造成用户大面积停电，对于一类用户，突然停电造成的损失十分巨大。 （2）当电压降低到 50%以下时，电动机失磁，在电压恢复时电动机重复启动，特别是高 压电机较多的用户，众多电机同时再加速对电网造成很大冲击，严重者造成电网停电。 （3）对可编程序控制器 （PLC），当电压低于 50%时，PLC将停止工作；一些 I/0设备， 当电压低于90%时，持续时间仅几个周波就会被切除。这将导致使用PLC的生产线作业中断， 造成重大经济损失。 （4）电压暂降会造成服务器出现瘫痪和数据丢失，对信息安全造成重大的影响。 考虑到电压暂降问题对电网及企业用户带来严重的用电安全隐患，南京国高电气自动化 有限公司研制了FBVP系列基于故障快速检测和快速机械开关的母线电压限流保护设备，主要 解决区内支线短路故障造成的晃电问题，通过快速检测线路短路故障，检测时间小于 5ms， 迅速分断快速机械开关，投入阻抗，限制短路电流，稳定上级母线电压的跌落，从而保证上 级母线的所有出线的电压稳定，稳定电压至少 90%以上，缩短电网晃电的持续时间，减小电 网、企业重要负荷供电中断及停机的可能，为企业生产提供稳定可靠的供电电源。 方案内容 本系列产品主要解决线路短路造成的电压暂降问题，现有的解决方案检测时间长，断路 器设备分合闸时间长，造成电压暂降的时间长，电网上的重要负荷存在停机风险。 可在易发生短路故障的馈线支路配置母线快速保护设备，当馈线侧出现暂时性短路故障， 导致母线电压出现大幅跌落时，母保设备对线路故障进行快速判别，母保装置对快速开关发 跳闸指令，限流电抗器被投入，故障电流被限制，母线电压将维持在额定电压的 90%以上， 从而实现对上级母线电压的保护。当下级故障被清除时，母保设备会重合，系统恢复正常运 行。当下级故障无法被正常清除时，母保柜内后备常规断路器跳闸，将故障点隔离，配置如 下图1。 图1 典型配电网母保应用解决方案示意图 本产品主要解决了以下几个问题： 1、限制短路电流至要求的合理水平 限制系统短路电流，减小短路电流对重要负荷的冲击，避免暂时性短路故障引起大范围 跳闸事故，提高电力系统运行稳定性。 2、维持母线电压稳定 避免电压暂降引发母线电压大幅跌落，维持母线电压稳定，保障同段母线的其他负荷能 够正常运行，实现重要负荷低电压穿越。 3、降低系统的有功和无功损耗 正常运行时，开关回路为低阻抗状态，只有故障情况下，限流电抗器被短时间内投入， 避免由于采用高阻抗设备带来的系统损耗增加。 本产品为母线电压限流保护成套设备，在电网及企业厂用电系统研究、主设备的设计制 造以及控制保护系统的研制均采用国际上先进的技术，使得母保设备整体限流保护效果非常 理想，设备质量可靠。 母保成套设备主要包含了以下主要设备： 1.普通断路器 2.快速断路器 3.快速开关触发驱动系统 4.限流电抗器 5.控保系统 结构如下图2所示。 1 2 4 3 5 图2 母保设备电气系统图 限流电抗器并联在快速断路器的两端，快速断路器