[实用新型]厂用变或励磁变短路保护装置

说明书

本实用新型是一种厂用变或励磁变短路保护装置，它属于当电路出现偏离正常工作条件的不希望有的变化时能完成自动切换的，专用于发电机厂用变压器或励磁变压器等电气设备的紧急保护领域，特别是涉及当这些设备发生短路故障时能将其切断的电路。它包括断路器和其两端的连结点。

目前，国内的大型发电机厂的自身用电一般均是将自备的厂用变压器(以下简称厂用变)直接通过一段连结线与发电机和主变相连接，另外，作为发电机励磁使用的励磁变压器(以下简称励磁变)与厂用变接法相同；如果该段连接线或厂用变或励磁变发生短路故障，由发电机和电网同时提供的短路电流可达几十万安培，这对发配电系统的安全运行是个严重的威胁。为解决这一问题，有的发电机厂在该段连接线处装设SN4-10(20)型少油断路器，但遇上述故障时，因断路器的遮断容量不够，不能及时有效地切断故障线路，还须由发电机出口断路器和主变保护断路器的动作来切除故障，以致使发电机组必须停止运行而造成不必要的损失。若选用更大参数的断路器，则因价格昂贵(国产的每台上百万元，进口的则高达几十万美元/台)、且体积庞大，而使得多数发电机厂无法采用。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种既可靠、有效，又经济可行的厂用变或励磁变短路保护装置。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：在断路器与其一端的连结点间置有与氧化锌电阻相并联连接的熔断器。增设熔断器是因为断路器对短路故障的遮断容量不够，当出现严重的短路故障时，熔断器内的熔丝可迅速熔断，从而能及时、有效地切断故障电路，保证发电机与主电网的正常运行，并且大大降低了对断路器的要求，使采用断路器时可仅将其参数选定在正常额定电流或一般过载电流上。而在熔断器两端并联连接氧化锌电阻则是因为电路中有电感的存在，也即是有一定的磁场能量，熔丝熔断时要吸收此能量，并且同时还要加上电源(发电机组与主电网)提供的能量，此时熔丝极易被烧成单极弧而无法切断故障电路；为了既避免熔丝烧成单极弧，又要保证可靠地切断故障电路，只有加大从多极弧到单极弧的烧成时间，除了改变熔丝的横截面外，主要是加大熔丝的长度。但是，由于熔丝熔断时会出现一个较高的电压，随着熔丝长度的增加，该电压也成比例地增加，这很可能使供电系统的绝缘遭到毁坏。有非线性电阻特性的氧化锌电阻的存在可完全消除毁坏的可能，它可使熔丝的任务减轻，熔丝在逐渐熔化而串烧成多极弧、并逐渐向单极弧转化的过程中，只要它两端的电压达到氧化锌电阻的阈值(导通)电压时，氧化锌电阻值将下降很快。此时氧化锌电阻将熔丝两端的能量全部吸收，即使得熔丝即刻熄弧，不会因能量过大而被烧成单极弧，也由于能量的释放使得熔丝两端的电压值降至氧化锌电阻的阈值之下，而导致其电阻值迅速恢复，从而切断了短路故障。熔丝的长度和熔丝套管的直径也可因氧化锌电阻的存在而均可减小。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、能及时、快速地切断故障和有效地吸收短路能量，直接扼制了短路电流，大大地减少了短路系统通过的I²t，避免大电流对发电机和变压器等设备的冲击；

2、结构简单、体积小，造价低、安全可靠，性能价格比高；

3、对断路器的要求低，且延长了其检修周期和其它设备的使用寿命；

4、避免了发电机组停止运行或主电网断电所造成的损失。

下面结合附图详细说明本实用新型的具体结构及工作情况。

图1是本实用新型的一种基本结构示意图；

图2为图1的另一实施例。

图中：1是主变，2是发电机，3是断路器，4是熔断器，5是厂用变，6是氧化锌电阻。

参照图1、2，断路器3选用对额定电流或过载电流开路的轻型开关，该开关的一端有连结点A，另一端经由熔断器4和氧化锌电阻6相并联连接所构成的部件与连结点B相电连接。熔断器4由套在密封管内的起限制开断数万安培的短路电流作用的熔丝及其支撑物构成，同时在管内也可填充石英砂；这种结构因其整体性好，故既牢固又对加快熄弧有利。氧化锌电阻6是由若干氧锌非线性电阻阀片组成，以适应调整不同电压等级的保护之需要。使用时，只需将轻型开关一端的连接点A与主变1、发电机2相电连接，另一端的连接点B与厂用变(或励磁变)5相电连接。当在正常情况下需切断厂用变5时，因是额定电流，故仅需轻型开关动作即可。当出现短路故障时，因短路电流太大，使得轻型开关对此不能遮断，这时熔断器4中的熔丝开始逐段熔化而串烧成多极弧，并逐渐向单极弧转化，由于氧化锌电阻6的存在，当熔丝两端的电压值达到氧化锌电阻6的阈值电压时，就使电阻6导通，熔丝即刻息弧，电阻6也由于其导通后两端的电压值小于其阈值而恢复原高阻值，从而切断了故障电路。此时只需将轻型开关关断即可放心地对故障点进行修复和更换熔断器4。之后，再恢复供电，这样既不会造成发电2停止运行，也不会使主变1的保护断路器动作而影响主电网的供电。