
6~35kV中压电网任一条支路发生短路,都将导致非故障区域母线电压的严重降低,直到100ms左右故障支路被切除后才能恢复到正常电压水平。
在持续大约100ms左右的“电压暂降”(也称“晃电”或“电压骤降”)期间,一些交流接触器低电压保护无压释放导致重要辅机停运并连跳主机,一些变频设备停止供电导致重要生产设备停运或产生废品、废气,一些气体放电灯熄灭、音响异常致使会议厅、展览馆等无法正常工作。
断路器动作速度太慢、继电保护出口时间过长,是导致“电压暂降”的根本原因。为了快速隔离故障点,解决快切装置无法解决内网短路的难题,快速恢复非故障区域的母线电压,保证重要敏感设备的连续运行,大幅度提高线缆、母线及开闭所断路器的热稳定裕度和开断裕度,我公司专门研制出SHK-ZRD型母线残压保持装置。
★ SHK-ZRD型母线残压保持装置的关键构成
阻开式母线残压保持装置由快速开关、限流阻抗、微机综合控制器、电流采集器、后备开关组成。
正常运行时,快速开关合闸,限流阻抗退出;当区内短路故障发生后20ms之内快速开关分闸,限流阻抗投入,将母线残压抬升至额定电压的90%左右。
★ SHK-ZRD型母线残压保持装置的关键技术
基于快速涡流斥力技术的快速真空开关:如图所示,主要由真空灭弧室、绝缘拉杆、分闸线圈、合闸线圈、涡流盘、分闸储能电容、合闸储能电容、分合闸放电控制开关和充电电源等主要部件组成,具体动作原理为:
正常工作时,通过充电电源很快完成对分闸储能电容和合闸储能电容的充电。需要分闸时分闸放电控制开关导通,分闸储能电容向分闸线圈放电,产生强度很高的脉冲电流,伴随脉冲电流的脉冲磁场穿过涡流盘时在涡流盘中感应出涡流,并产生涡流磁场。脉冲磁场对涡流磁场的排斥力推动涡流盘向下运动,同时通过绝缘拉杆带动动触头完成分闸动作。合闸过程相反,合闸线圈的脉冲磁场推动涡流盘向上运动,带动动触头完成合闸。
由于机构大大简化,运动部分的质量大大减轻,为提高断路器的动作速度创造了条件。另一方面,采用电容储能,加大了驱动力,这就大大提高了分、合闸速度。快速真空开关的合闸时间可以做到15ms以内,分闸时间可以控制在5ms以内,开断能力不小于40kA。
基于快速识别技术的微机综合控制器:采用快速识别技术开发的微机综合控制器的快速过流保护,可以在发生短路故障后的2ms左右识别出短路电流的幅值并预测出过零点,在考虑了分闸分散度情况下精确控制快速开关在接近电流过零时刻分闸到位,使得电弧过零点熄灭后触头之间的绝缘迅速恢复,保证电弧不再重燃,从而在电流的第一次过零点完成开断。

★ SHK-ZRD型母线残压保持装置的种类
母线残压保持装置根据不同的功能要求和组成形式可分为三种类型,分别为直开式、阻开式和单阻式。图为三种型式的一次模型。

装于开闭所供电回路时,20ms内投限流阻抗,降低短路电流并将非故障区电压恢复至额定值90%左右;装于直供负荷回路时,可20ms内切除故障。
下一级开闭所故障支路切除后,微机综合控制器退限流阻抗;若装置动作0.3-0.6s后未切除,控制器控制后备开关或常规断路器切除故障。
★ 型号规格

| 装订场所 | 额定电压 (kV) | 额定电流 (A) | 类别 | 组柜方案 |
| 电源进线柜 | 6、10、20、35 | 1250、1600、2000、3150、4000 | 直开式 | KC |
| 用作母联柜 | 6、10、20、35 | 1250、1600、2000、3150、4000 | 直开式 | KC |
| 用作馈线柜 | 6、10、20、35 | 630、1250、1600、2000、3150 | 直开式 | KC |
| 用作馈线柜 | 6、10、20、35 | 630、1250、1600、2000、3150 | 阻开式 | RC |
| 用作馈线柜 | 6、10、20、35 | 630、1250、1600、2000、3150 | 单阻式 | RC |
★ 参数详情
| 参数类型 | 参数名称 | 数值范围 | 单位 |
| 额定参数 | 额定电压 | 6、10、20、35 | kV |
| 额定电流 | 630、1250、1600、2000、2500、3150、4000 | A | |
| 额定频率 | 50 | HZ | |
| 绝缘水平 | 1min 工频耐受电压 | 6/30、10/42、20/55、35/95 | kV |
| 雷电冲击耐受电压 | 6/60、10/75、20/125、35/185 | kV | |
| 开断能力 | 额定短路开断电流 | 31.5、40、50、63 | kA |
| 2s 额定短时耐受电流 | 31.5、40、50、63 | kA | |
| 额定峰值耐受电流 | 80、100、125、160 | kA | |
| 机械特性 | 主回路直流电阻 | 100 | |
| 合闸时间 |
10kV15 35kV20 |
ms | |
| 分闸时间 | 5 | ms | |
| 合闸分散度 | 2 | ms | |
| 分闸分散度 | 0.5 | ms | |
| 综合控制器 | 工作电源 | DC/AC 220 | V |
| 环境温度 | -30~+60 | ||
| 输出继电器接点容量 | 5 | A | |
| 通讯接口 | RS485/MODBUS通讯规约 | ||
| 电磁兼容 | GB/T14598.9~10、13~14 |
备注:35kV额定电流在3150A以下,开断在40kA以下。