一、概述

中压电网任何一条支路发生相间短路故障，都会造成上级母线电压大幅跌落，进而影响非故障区域的电压敏感型用电设备连续运行，直到短路故障被电网保护设备成功切除，母线电压恢复正常但设备已然停机，这种敏感设备因母线电压短时跌落而停机的事故称之为“电压暂降/晃电”事故。

就目前的中压电网微机保护时限和真空开关机械特性而言，支路故障的速断切除时间需要70~110ms。在这期间，一些生产工艺上的控制设备如交流接触器、电磁阀等会因低电压保护而欠压释放;高、低压变频器等电机调速设备也会因低电压保护而闭锁输出停止供电;异步电机等转动负荷在失电情况下磁场会迅速衰减，一旦电压恢复大量电动机群重:启过大的启动冲击电流可能会拖垮整个电网;对于化工、制药、芯片、汽车等连续性要求极高的行业，类似的“电压暂降/晃电”原因引起的非故障区域大面积停机停产事故时有发生，轻则给企业造成经济损失，严重的会引起安全、环保等重大生产事故，给企业造成恶劣的社会影响。

我公司利用高速真空断路器技术和短路故障快速识别控制技术开发了母线残压保持装置(以下简称ZRD母保装置),采用快速控制和快速开断的方案，在支路发生短路故障20ms内将故障区域和母线快速隔离，在非故障区域的敏感设备低电压停机之前迅速将母线电压恢复到90%Ue以上，保证重要敏感设备的连续运行。

二、装置的构成原理

我公司利用快速涡流开关技术开发的户内三相高压交流高速真空断路器VGS，合闸时间小于15ms左右，分闸时间小于5ms,开断能力达到50kA(35kV为40kA);当电网中任意支路发生相间短路故障时，整段母线就会受到“电压暂降”的影响。在故障支路没有被切除之前，母线电压一般都会低到额定电压的50%以下，有的甚至低于20%。“电压暂降”的持续时间包括微机综保的保护出口时间、馈线开关机械分闸时间和真空开关开断故障电流时的燃弧时间，目前技术条件下馈线开关柜速断保护的整个开断过程需要70ms~110ms,其他延时保护则“电压暂降”的持续时间更长。母线电压暂降会造成系统中的低压交流接触器、电磁阀、继电器等控制设备欠压释放;中、低压变频器低电压保护闭锁输出停止供电;工业机器人、PLC、工业数据中心等重要设备停电;等等这些都会造成连续性供电要求较高的大型用电企业因生产设备的停运而带来巨大的经济损失。

1、直开式母线残压保持装置

直开式ZRD母保装置装置主要由快速开关、专用抗饱和CT、快速控制器、微机综保(选配)等组成的快速开关成套装置。当直开式(快速开关柜)ZRD母保装置的出线侧发生短路故障时，快速控制器3ms内完成对故障的识别判断并发出快速开关跳闸命令，快速开关在5ms内完成分闸，在故障电流的第一次过零点完成开断，在故障发生后20ms内即可使母线恢复额定电压。直开式(快速开关柜)ZRD母保装置装置选配微机综保装置，为线路提供常规保护，快速开关柜可完美的代替常规馈线柜。

2、阻开式母线残压保持装置

阻开式ZRD母保装置装置主要由快速开关、限流阻抗、专用抗饱和CT、快速控制器、切离开关(选配)和微机综保(选配)等组成的快速开关成套装置。阻开式ZRD母保装置母线残压保持装置正常运行时切离开关(普通弹操开关)和快速开关均处于合闸位置。当阻开式ZRD母保装置出线侧发生短路故障时，快速控制器3ms内完成对故障的识别判断并发出快速开关跳闸命令，快速开关在5ms内完成分闸，在故障电流的第一次过零点完成开断并将故障电流换流到限流阻抗支路，通过高阻抗的隔离作用使母线电压在20ms内恢复到额定电压的90%以上。

当故障支路被切除之后，装置检测到回路电流小于返回电流值，快速控制器自动命令快速开关合闸，退出限流阻抗，系统恢复到正常运行的方式。

如果下一级分支回路的继电保护拒动或开断失败，流过限流阻抗的故障电流持续时间超过600ms，则快速控制器延时后备保护功能启动，立即发出切离开关(选配)或上级常规馈线开关的跳闸指令，从而切断回路供电。