新型电力系统下开关设备的转型和发展（三）

1. 摘要：新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体，构建新型电力系统，要求电网从传统单向输电模式转变为双向互动模式，在实现高度智能化的同时，加强与其它能源系统的互联互通。电源侧进行有效“统筹协同”，消费侧推进“综合能源管理”，开关设备是新型电力系统中能量变换、电力传输和运行控制的直接载体。      

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3. 2.5 安全可控 - 大容量限流，限制短路电流

   

极速开关型无损耗限流装置，超快速真空断路器（分闸时间 ≤5ms ）与电抗器并联，出现短路情况时，在短路电流的第一次过零点投入深度限流器，限流装置立即由“零损耗”状态转变为“深度限流”状态。

 

零损耗深度限流装置不仅限流效果可以做到足够深，而且克服了常规限流电抗器和高阻抗变压器存在的电能损耗和电压波动问题，避免了限流电抗器漏磁场带来的电磁干扰和附加损耗问题。

恢复爆破桥式高速限流开断装置，出现短路故障，限流器可以隔离短路电流。保护设备安全，故障解除后，通过断路器合闸投入后备限流器保持系统持续运行。

快速开关（分闸时间≤ 5ms ）

可重复使用高压限流器（ 1-3ms 内限流器开断）， 极速开关是采用快速涡流驱动技术操作机构的真空断路器，快速涡流驱动靠电磁斥力为动力，利用磁通量瞬间巨大变化产生的感应电磁斥力分闸，因此速度快；

基于电磁感应涡流原理的电磁斥力机构和传统操动机构相比，其结构简单，分闸速度快，具有机械延迟时间短，初始反应速度快等优点，特别适合于驱动灭弧室动触头高速分闸，而触头的保持力则通过永磁保持机构实现，寿命高达 10 万次，具有保持力大且稳定的优点，电磁斥力机构和永磁保持机构结合使得大容量快速机械开关性能更加优越。

1. 2.6 安全可控 - 弧光保护

   

 

相关调查资料显示，我国变电所每年出现开关柜故障的概率超过 0.8% ，农村配电网中开关柜故障的概率甚至更高。开关柜内部故障电弧会给整个电力系统和用户带来非常严重的影响，给电力企业造成巨大的经济损失，同时造成严重的人员伤亡事故和周边建筑物破坏等。这些时有发生的事故严重威胁着配电系统的安全经济运行，已引起国内电力部门的高度重视并实施反措。

 

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快速熄弧装置，大幅度内部电弧造成的机械应力和热应力，防止热污染以及环境被破坏而产生的毒性效应，快速重启，减少开关设备停机时间并减少经济损失，快速机械储能弹簧、电磁操动机构，多次关合，免维护，总体成本低。

熄弧装置通过持续弧光及过流监视，当出现内部电弧故障时，迅速判断动作，通过快速关合装置实现三相金属短接、接地，即把空气电弧故障转移为固体金属短接接地，能量迅速降低，开关柜破坏极小。