非对称电流开断合成试验的试验条件及试验线路

阐述了进行非对称电流开断合成试验的必要性和特殊性。对其试验条件作了分析计算,简要介绍了目前国内外常用的试验方法及其局限性,从而提出了两种构思新颖的原理线路,并对它们进行了比较。     

混合式直流断路器合成开断试验方法及等效研究

国际上已开发出多种混合式高压直流断路器,并完成工程应用,其在多端和直流电网应用前景广阔。短路电流开断能力是直流断路器的核心性能,而直流开断过程同时存在大电流、高电压和强能量,造成在试验室中等效复现开断应力极为困难。国际上至今尚未形成统一的等效开断试验标准,试验容量与等效性关系也缺少理论研究和定量分析。该文基于混合式直流断路器开断原理,提取开断过程分阶段等效应力,揭示试验容量与等效性数学关系,奠定试验电路参数设计及等效分析的理论基础。进一步提出双频电流源合成开断试验方法,完成关键等效应力数学解析与试验电路参数最优设计,开展试验应力仿真验证及等效性对比分析。研究表明,双频电流源合成等效试验方法可实现混合式直流断路器开断电应力全等效,技术经济性良好,对开断试验装置开发及标准制定具有指导意义。     

大容量试验中威尔合成回路的等价性分析

介绍了高压断路器开断短路电流的过程及各阶段的特征,叙述了合成试验等价性的通用要求,分析了合成试验与直接试验的等价性问题。     

开断空载长线的合成试验

本文介绍使用短路发电机—短路变压器作开断空载长线合成试验的原理和方法,比较了几种试验线路的优缺点;说明了使用小容量的短路发电机和短路变压器可以作容量较大的开断空载长线的合成试验,     

断路器合成试验瞬态恢复电压调节线路的确定

为满足IEC62271-100:2001和GB1984-2003《高压交流断路器》的新要求,研究了高压交流断路器合成试验瞬态恢复电压(TRV)调节线路。分析国内外合成试验时所用各种TRV调节线路后设计了一种便于大功率试验站合成试验室实施的调节线路。计算了试验电压126kV等级,试验电流40、31.5、25kA的开断电流100%(T100)和60%(T60)、近区故障、失步开断共12个试验方式的TRV调节线路参数。利用ATP软件仿真了所设计的合成试验TRV调节线路的波形,并且用低压模拟的方法进行了验证,得出了实际试验运行时采用的TRV调节线路参数,满足了新标准要求。研究对象为仅由回路参数决定的TRV,即“预期TRV”。因新的IEC标准及GB中对TRV的要求变化主要为用四参数表示的标准值,故仅研究四参数TRV调节线路。对于试验方式T30、T10(126kV等级),该TRV调节线路可以很方便改接为两参数调频回路。     

以振荡回路为电流源的非对称开断合成试验方法研究

在合成试验标准中,对非对称开断(T100a)的额定操作顺序规定为三个"Os",但熄弧半波有大小之分,且开断时的瞬态及工频恢复电压是变化的,针对这些特征,作仔细分析后,笔者提出了一种新颖的模拟非对称电流开断合成试验方法,它的特别之处是以振荡回路为电流源,并在电压回路中加有串联补偿功能,以对开断后的工频恢复电压进行恰当的补偿,使试验与实际工况相接近,从而提高了试验的等价性,使得对断路器的非对称开断能力的考核更为合理。该试验方法特别适用于超高压且要求直流分量较大的断路器。     

直流断路器电流开断试验技术与试验回路

随着直流电力技术的不断发展,直流断路器在高、低压直流电网中的重要性日益明显,直流断路器的试验技术与试验回路设计、实施也成为容量试验站研究的热点。文中分别讨论了中低压直流断路器、高压直流断路器的电流开断技术、开断要求,以及开断试验回路的设计、实施和试验技术。所设计的中低压直流断路器电流开断试验回路一期调试结果为额定电压2 kV、额定短路电流82.6 kA/峰值126.2 kA,完全满足1.8 kV/80 kA直流断路器的试验需求,此外根据设备参数理论上的试验容量可以满足额定参数4 kV/125 kA直流断路器的试验需求。进一步讨论了高压直流断路器电流开断的合成和直接试验回路,并给出了以直接试验回路进行试验时的典型试验结果。文中的研究内容为大容量试验站进行中低压和高压直流断路器电流开断试验回路设计和试验实施具有一定的参考价值。     

10kV开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰

随着开关柜电压等级的提高,高压部分与低压智能化设备的电磁兼容问题日益突出,断路器开断被认为是中压开关柜中最严重的电磁干扰来源,它可能会造成二次控制设备出现故障,研究开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰问题具有重要意义。利用振荡型合成试验回路对10 k V开关柜进行合成开断试验,同时采集了电流互感器输出电流信号,智能操控装置和间隔智能单元输入电流信号。对采集的波形数据进行时频特性分析,得到干扰信号的频带及能量分布情况。结果表明:开关柜开断对电流互感器二次侧、智能操控装置以及间隔智能单元均产生了瞬态电磁干扰,开断燃弧过程的干扰频带主要分布在31.25~62.5 MHz;电弧过零阶段频带主要分布在15.625~31.25 MHz;干扰幅值最大达到正常情况下的4倍。     

高压直流电路的开断及其能量吸收

本文通过理论分析阐明了吸能装置在直流开断过程中的重要作用,作为算例对葛-上线的直流开断过程进行了计算分析,求得当开断电流为4000A在线路末端发生故障时,流过吸能装置的电流波形为8.8ms的矩形波,要求吸收的能量为10.29MJ。通过试验研究得出阀片在不同时间长度电流波形作用下的通流能力可以按照能量相等原则来进行换算。     

高压大电流限流熔断器合成试验回路的实验研究

介绍了高压、大电流限流熔断器的合成试验回路及其工作原理和等价性的分析,并给出了额定电流120A、额定电压13.8kV、预期开断电流100kA(周期分量有效值)的实验结果,验证了合成实验回路的等价性与可行性。     

真空开关重击穿现象的模拟试验研究

在试验室对真空开关开断容性负载时重击穿现象进行了模拟试验研究,用特殊的合成试验回路对比测量了三种常用触头材料的性能,分析了电流老炼使重击穿概率下降的规律。     

以电容器组为电流源的合成回路试验

沈阳高压开关厂用以进行高压断路器开断容量试验的合成回路,采用电容器组的单频振荡回路为电流源,合成方式是高压回路与被试开关并联的电流引入线路(图1)。     

一种新的特高压断路器合成试验回路

特高压断路器试验方法的研究是特高压输电工程发展的基础。该文根据合成试验回路的基本原理，提出了一种新的适用于特高压断路器大容量试验的新型合成试验回路。给出了该试验回路的详细拓扑结构，介绍了回路的工作原理。根据描述开断电弧特性的麦依尔(Mayr)方程，建立参数化的PSCAD电弧电阻模型。在此基础上，对回路的开断试验过程进行仿真，得到了T100试验时的电流电压波形。对暂态恢复电压、电流过零前的变化率等进行分析，并与ABB的增强型并联引入回路(EPIC回路)和IEC试验标准进行比较。结果表明，该回路可以满足特高压断路器的开断试验要求，并具有足够高的试验等价性。     

利用振荡回路进行高压限流熔断器试验的可行性分析

介绍了用振荡回路作限流熔断器开断能力试验的可行性。分析了限流熔断器在开断短路电流过程中的物理现象。推荐了一种作限流熔断器试验的振荡回路,并例举了限流熔断器在振荡回路上作开断短路电流试验的结果。     

高压断路器近区故障试验人工链路分析研究

在出现近区故障时,由于线路侧初始瞬态恢复电压上升率较高,对于SF6高压断路器而言,近区故障开断条件更为苛刻。文中从三角波产生的原理和试验方面,对其进行了全面的研究,并通过PSCAD仿真、低压模拟试验和高压试验对比,分析了人工链路杂散参数和低压模拟装置二极管结电容对高压试验结果的影响,最终得出结论:杂散电容导致人工链路实际投入数值比仿真时较小;低压模拟装置二极管结电容会导致人工链路在高压试验时参数偏高,尽量采用小电流和多个二极管串联模式     

柱上开关开断对二次智能设备的电磁干扰研究

随着智能电网的建设和发展,对智能化一次设备提出了更高的要求,二次控制与保护装置的安全可靠运行是实现一次设备智能化的重要保障。柱上开关是配电系统中作为保护与控制的关键设备,其在开断燃弧过程产生的高频信号是二次智能装置中最严重的电磁干扰来源之一,它可能会造成二次装置出现故障,所以研究柱上开关开断对二次智能设备的电磁干扰问题具有重要意义。本文利用合成试验回路对10k V柱上开关进行合成开断试验,采集了电流互感器输出电流信号,FTU控制器输入及输出电流信号,并对采集的波形数据进行时频特性分析,得到了开关分断时对二次侧信号干扰的频带及能量分布情况,结果表明:柱上开关开断对电流互感器二次侧、FTU控制器均产生了瞬态电磁干扰;柱上开关开断燃弧过程引起的干扰主要分布在频带7.81~15.62MHz;电弧过零引起的干扰主要分布在31.25~62.5MHz;瞬态恢复电压引起的瞬态干扰主要分布在31.25~125MHz。     

限制短路电流的线路开断全方案搜索方法

开断部分输电线路是限制电网短路电流水平的常用措施,由于单一的开断方案可能不能满足电网日益灵活多变的运行要求,为此提出了满足短路电流限制要求的线路开断全方案搜索方法。首先证明了节点短路电流与线路投切存在着单调关系;然后将开断方案表示为所开断线路的集合,进一步推导了开断方案的超标节点集与开断方案的子集方案(或超集方案)存在单调关系;利用这一关系得到了快速筛选开断方案的策略,避免了穷举所有线路开断方案。通过对IEEE 9节点系统和河北南部电网某分区220 kV层网络的算例分析,验证了基于上述原理的搜索方法的有效性。     

一种新的合成试验回路

对于超特高压断路器容量试验,传统的电流引入合成试验回路由于自身的局限性已无法满足标准要求。针对这一问题,提出了一种新型合成试验回路。介绍了该试验回路的工作原理,分析了回路的等价性。特高压断路器试验结果表明,该回路具有足够高的试验等价性,可以满足特高压断路器的开断试验要求。     

应用HCSR和并联灭弧室提高气体断路器开断能力的研究

高耦合电抗器(HCSR)辅助开断并联灭弧室是解决大电流故障开断的一种有效方法。由于SF_6电弧自身的负伏安特性会影响并联支路电流的同时过零,增加了开断并联SF_6电弧支路的难度,限制了其在高电压领域的应用。结合高耦合电抗器辅助并联支路开断的设计思想,首先利用40.5 kV断路器两柱相同灭弧室,进行了小电流条件下,SF_6电弧并联支路开断的试验研究,重点分析了开断电流大小、燃弧时间长短与均流、限流开断特性间的关系。其次,针对80 kA大电流条件下的并联支路开断特性,进行了单分试验的初步研究和验证。结果表明,在开断小电流、耦合电抗器设计参数不变的情况下,开断的短路电流越小,两柱并联的灭弧室越易实现同步均流开断,随着开断电流的增加,均流开断区间向燃弧时间较长的方向偏移;在开断80 kA大电流时,合理地设计电抗器参数,能够实现并联支路的均流开断,但较难完全避免并联支路限流开断的出现。两轮试验均表明首开支路熄弧后,断口两端的电压瞬间叠加电抗器单臂电感的压降而发生突变,并引起波形振荡,耦合电抗器单臂电感会对线路总电流产生一定的限流作用。     

模块化三断口真空断路器动态分压特性

为得到基于40.5kV光控模块单元的U型三断口真空断路器的动态分压特性,给合理选择均压措施提供参考,通过低压、小电流的合成开断试验测量了该断路器弧后瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)的分配特性。同时通过试验验证了串接大电容使均压电容兼作分压器用的TRV测量方法的有效性。而对大电流弧后三断口真空断路器的TRV分配特性,基于连续过渡模型在PSCAD/EMTDC中进行了仿真分析。试验和仿真结果表明:小电流开断时,TRV分配特性与静态电压分配特性相近,静态均压设计可满足小电流开断的要求;大电流开断条件下,各断口残余电荷参数的差异可能对TRV分配产生显著影响;进行动态均压设计时,需要考虑断口不同期可能导致的TRV分配不均匀程度增大的问题。