ZLB深度限流装置存在问题及性能比较

1ZLB深度限流装置存在问题及性能比较1ZLB深度限流装置存在问题（1）“高速开关”为过零开断，短路电流的首个半波（10ms）不动作，从而“放过了”首个半波的高幅值短路电流，使发电机和变压器在首个半波的电动力冲击下而损毁ZLB的基本结构是在限流电抗器上并联一个“高速开关”，后者为其厂家的MS高速断路器，即具有选相开合闸功能的真空断路器。虽然使用了“高速涡流驱动开关”以及“高速DSP运算”，但众所周知，交流断路器的最基本原理是过零开断，即只有在短路电流过零时，才能够熄灭电弧，将短路电流开断。该产品说明书也明确“利用触头刚分时间的合理控制，确保各相均为临界过零开断”。因此，例如发生一个短路电流为50kA的三相短路时，该装置动作前后的短路电流的波形示意图如图1所示。（a）限流电抗器被短路，高速开关（b）高速开关动作后的短路电流不动作时的短路电流图1ZLB装置动作前后短路电流波形示意图如图所示，发生短路后，及使“高速开关”在7ms时开始动作，但在首个半波过零时才能完成“临界过零开断”，要到第二个半波，电抗器才能发挥限流作用。虽然第二个半波开始短路电流被限制到15kA,但首个半波的50kA的短路电流却被放过了，电抗器在关键时候应当起的作用没有起到，而发电机和变压器就会在50kA短路电流的冲击下而发生短路损毁。因为，据统计，几乎90%以上的发电机、变压器都是因为经受不住首个半波短路电流的电动力冲击，而发生绕组位移、变形和电弧放电，而发生损毁的。放掉了首个半波的短路电流，装置的主要意义就没有了。而与之对比，爆破桥式高速开关的动作电流波形如图2所示。2发生短路后，公司开关在约1ms时动作，电抗器在约1.5ms时投入，在5ms之前，在短路电流尚上升到峰值之前，电抗器完成投入将短路电流限制到15kA。从而，保证电抗器在首个半波就发挥作用，决不放过大短路电流流入发电机和变压器，从而确保设备安全。（a）限流电抗器被短路，高速开关（b）高速开关动作后的短路电流不动作时的短路电流图2爆破桥式大容量高速开关的动作波形(2)短路电流有非周期分量时，ZLB深度限流装置的开断时间将会延迟到约20ms，更难保证设备安全当在90°相位发生短路，短路电流中包含高幅值非周期分量时，短路电流的临界过零点延迟到20ms，此时,ZLB装置的“高速开关”也会延迟到20ms才能开断，首个半波的短路电流值将达到50×1.8=90kA,如图3所示。此时,对设备的威胁更大，更不能保证设备的安全。图3有高幅值非周期分量时的ZLB限流示意图3(3)未取得国家权威部门的型式报告，难以证明产品的性能高压电器产品必须在国家高压电器质量监督检验中心进行产品的大电流开断等项目的型式试验，取得检验报告才能被认可。但该产品仅进行了“性能试验”，未进行“型式试验”，故该产品无型式试验报告。而且。仅就其“性能试验”而言，还有以下不足之处：①没有用发电机做试验电源（质检中心有能力进行发电机试验），而是在振荡回路上用电容器放电进行开断模拟试验，试验波形如图4所示。该试验只能作为产品性能研究试验，而不能作产品定型试验。图4试验波形示意图②其“快速开关”为过零开断，即工频电流过零时开断，不存在所谓7ms-12ms开断，10ms以前不可能开断；③电容器的充电电压仅8kV,相当于交流电压的有效值为5.7kV,仅为标准值12kV的47%；④为保证三相开关分别过零开断，三相操作机构必须错开120°相位并有良好的同步性，应通过三相开断验证试验，而其产品仅做了单相试验，未作三相试验。⑤产品未作温升试验。42和DDX限流开断器的比较序号项目DDX1大容量高速开关ZLB零损耗深度限流装置备注1开断时间2～5ms（过零前开断）10～20ms（过零开断）2电抗器限流特性首个半波限流（2ms开始限流）。首个半波不限流，从第二个半波（10～20ms后）开始限流。3有无权威部门型式试验检验报告有无4对发电机、变压器有无威胁快速动作投入电抗器发挥限流作用，保护发电机、变压器不受短路电流电动力冲击和威胁。放过了首个半波的高幅值短路电流，在最关键深刻不起作用，已经失去了快速短路保护的意义，有可能导致发电机和变压器损毁，造成重大损失。5有无运行经验有多年成功运行经验和数次正确动作案例无运行经验。