运行与检修问答

<正>【问】真空断路器切投电容器组时,为什么会发生“延时重击穿”现象? 【答】真空断路器灭弧后的介质恢复速度高达20～25kV/μs,远高于10kV电容器组开断后的电压恢复速度,理应不会发生重燃。而事实并非如此。而且真空断路器的重燃机理又与油断器有着很大的不同。油断器的重燃一般都发生在灭弧后5～10ms间。而真空断路器的重燃大多发生在灭弧后几十～几百ms间,有的甚至长达数s。这种现象称为真空断路器的“延时重击穿”。 真空间隙电击穿的原因,有许多不同的说法。目前一般认为有两种:场致发射引起电击穿和微粒引起电击穿。10kV真空断路器的开距一般都大于10mm。弧后出现的重击现象又是动态真空绝缘破坏的典型情况,因而10kV真空断路器在切合电容器组时发生的“延时重击穿”现象,用微粒引起的电击穿来说明比较适合。     

12kV真空断路器开合无功补偿回路的过电压分析

电容器组作为电力系统重要无功补偿设备之一,通常采用真空断路器对其进行投切。当真空断路器在开断电容器组发生重击穿时会产生过电压。产生的过电压可能会对真空断路器、电容器组或其他电气设备产生威胁。根据实际运行情况,真空断路器通常被用于无功补偿回路的电缆系统中,因此系统中存在的寄生电容不可避免的参与了真空断路器开合电容器组的过程。文中结合变电站中典型的补偿回路,分析了寄生电容的分布对真空断路器开断电容器组产生过电压的影响。通过实验室实施的等价性试验,证明了电源侧和负载侧寄生电容支路电流的存在,且此电流表现为高频、高幅值。在此情况下,获得了真空断路器开断电容器组发生重击穿时的过电压波形和数据。结果表明,由于补偿回路寄生电容的存在对真空断路器开合电容器组产生的过电压是有影响的。因此寄生电容的存在在真空断路器开合电容器组的过电压分析中应予以考虑。     

开合并联电容器装置真空断路器的验收和维护

正由于真空断路器具有体积小、灭弧性能好、寿命长、维护量小、使用安全、环保,特别是适用于频繁操作的特点,在并联电容器装置中普遍采用真空断路器来投切电容器组。开断电容器组发生重击穿时会产生高幅值的重击穿过电压,这将威胁装置和系统的安全,因此要求投切电容器组的真空断路器无重击穿(或低重击穿率)性能。但真空断路器在投切电容器组时不可能做到无重击穿,IEC62271-100:2012和GB 1984—2003《高压交流断     

并联电容器不平衡电压保护及保护定值的分析

列举了有外熔断器电容器、集合式内熔丝电容器和架构式内熔丝电容器3种类型不平衡电压保护定值的计算方法,并强调3种计算不能混淆;架构式内熔丝电容器组不平衡电压保护定值不同于外熔断器电容器,也不同于集合式电容器,将外熔断器电容器的计算结果用于内熔丝电容器,一旦发生事故,定会造成事故的扩大;在此通过寻求正确的计算方法,将全部内熔丝电容器的不平衡电压保护定值进行修正,从而保证了整体电容器组安全稳定运行。     

一起35 kV并联电容器装置故障原因分析

高压真空断路器在投切电容器组时,由于断路器重燃引起的重燃过电压造成电容器极间绝缘损伤甚至击穿。本文针对某220kV变电站35kV并联电容器装置故障的现象及电容器损坏情况,结合故障录波图、真空断路器投切及保护定值的整定等,分析确定本次事故的原因是由于高压真空断路器在投切电容器装置过程中产生了重击穿过电压,导致电容器极间绝...     

R-C阻容吸收器限制35kV电容器组操作过电压测试分析

真空断路器在开断并联电容器组时若发生重击,会产生重击穿过电压,对设备绝缘造成严重威胁.在真空断路器负荷侧加装R-C阻容吸收器,可降低重击穿过电压频率.通过现场实测验证了R-C阻容吸收器的保护效果.结果表明:R-C阻客吸收器可以有效降低重击穿过电压,保护电容器组的安全.     

二次滤波器组操作断路器的额定电压选取

针对二次滤波器组在开断时断口恢复电压过高而易发生重击穿的问题,根据ＩＥＣ５６和ＧＢ７６７５关于断路器开断电容器的有关规定,提出了选用比系统电压等级更高的断路器作为其操作断路器,并提出了选用断路器额定电压等级的原则。     

牵引变电所并联电容器组操作过电压分析

在牵引变电所的实际运行中,不可避免地要投切电容器组,在投切过程中就会产生操作过电压。为了更好地进行操作过电压防护,必须深入研究牵引变电所并联电容器组操作过电压的产生原因,了解真空断路器重击穿时产生的过电压。本文利用EMTP/ATP对真空断路器切除牵引变电所并联电容器组的过电压进行了仿真,仿真计算结果表明该模型能准确可靠的模拟操作并联电容器组的过程,对牵引变电所的操作过电压防护起到了指导作用。     

单台电容器内部故障保护的合理选择

电容器内部故障保护的合理选择是提高电容器装置运行可靠性的重要手段。目前,常常出现因单台电容器内部故障保护选择配置不合理而使电容器组故障扩大的情况,不利于电容器组的安全运行。文中介绍了小电流开断方式和大电流开断方式下的外熔断器的选用原则,内熔丝的保护原理及内熔丝电容器并联元件数的选择原则,还举出了内熔丝和外熔断器电容器的配置实例。     

影响CuCr触头真空断路器开合并联电容器性能的主要因素

利用激光散射技术,发现可以用微粒诱发击穿来解释真空断路器中偶尔发生的长延时重击穿的产生机理。     

145kV断路器开合电容器组电流试验研究

笔者研究了145 kV断路器开合电容器组电流试验的标准选用、试验方法、试验回路参数、试验要求等,并介绍了试验情况。研究成果的应用使得145 kV投切电容器组断路器的开合电容器组性能得到了型式试验考核,为工程的安全可靠运行提供了保障。     

10kV永磁断路器驱动电路设计及其脉宽调制仿真

永磁断路器作为过零投切开关使用是一个新的应用领域。针对目前普遍采取的直接电容对断路器线圈放电,断路器线圈开关电流不一致而导致永磁断路器开关动作存在分散性的问题,设计了一种新型永磁断路器驱动电路,跟踪给定线圈工作电流,保证线圈开关动作电流相同,并给出了的电路参数选择方法及适用范围,最后用软件进行了仿真,验证了方案的可行性。     

新型电容器组过电压保护器的现场试验研究

由于真空断路器在合闸过程中可能出现断口预击穿、合闸弹跳、合闸不同期等问题,而分闸过程中可能会出现单相、两相重燃、截流等问题。这些问题都会在真空断路器投切电容器组过程中产生严重的过电压。目前电容器组过电压保护通常采用的金属氧化物避雷器的I型接线并不能完全有效的限制真空断路器因上述问题而产生的过电压。为此设计出新型电容器组过电压保护器,与电容器组串联电抗器并联安装,并进行了现场投切电容器组试验。试验结果表明,对电容器组投切过程中因异常工况所造成的过电压确实起到了限制作用,特别是明显降低了电容器组切除过程中因截流和两相重燃所产生的较高的极间过电压,过电压保护器还可吸收因开关断口预击穿所产生的快波前过电压的能量。过电压保护器的安装,对系统内其它电容器组投切所产生的过电压也有抑制作用。     

A synthetic test method for evaluating the shunt capacitorswitching performance of vacuum circuit breakers

A single-phase synthetic test method for evaluating the shunt capacitor switching performance of circuit breakers is proposed. The most important factor for evaluating the performance of a shunt capacitor switch is restriking, which is mainly influenced by the inrush current and the recovery voltage. A synthetic test circuit comprised of a current source, a voltage source, and the high-frequency current source is designed to evaluate vacuum circuit breakers. Results show that this method is especially suitable for obtaining a restriking probability distribution     

智能相控断路器在35kV并联电容器投切中的应用

某500 kV变电站利用SF 6断路器投切35 kV并联电容器组时,连续发生2起串联电抗器设备故障,分析原因是在投切操作过程产生了较大的涌流及过电压,引起干式空心电抗器发生匝间短路故障,严重威胁系统的安全运行。为了避免此类故障的再次发生,提出采用适用于投切35 kV并联电容器组的智能相控断路器来抑制合闸涌流,降低分闸重燃概率。为验证智能相控断路器的有效性,首先分析了投切涌流及过电压产生的原因和相控开关技术的原理,然后将智能相控断路器应用于该500 kV变电站的35 kV无功补偿系统,并分别对智能断路器与普通断路器进行多次分合闸对比试验,试验结果表明:普通断路器随机投切电容器组产生的最大涌流为4.2(标幺值,下同),过电压为1.81;智能相控断路器投切电容器组产生的最大涌流为2.3,过电压为1.4。试验结果证实智能相控断路器的应用能够从源头抑制合闸涌流和过电压,提高无功投切效率和系统安全性。     

Surge protection of high voltage shunt capacitor banks on AC powersystems survey results and application considerations

A survey of power utilities has been carried out to obtain data on high-voltage shunt capacitor bank surge protection practices which presently exist. The questionnaire sought answers to questions relating to voltage rating, size of bank, number of banks, installation practices, switching arrangements, and the application of surge arresters for overvoltage protection. A summary of the results of the survey is presented along with some general comments and conclusions on the findings. The high rate of return on the survey indicates the widespread interest of utilities in surge arrester protection of high voltage shunt capacitor banks. It does not appear to be common practice among electric utilities to apply surge arresters to shunt capacitor banks for overvoltage protection. Where surge arresters are applied, they are often used to protect other equipment, such as transformers and circuit breakers, against overvoltages during capacitor switching     

Clearing faults near shunt capacitor banks

Fault interrupting tests on high-voltage circuit breakers confirmed the problems of breaking a short-circuit current, which can occur in substations with shunt capacitor banks. Research was conducted on the behavior of different extinguishing media. Tests show that all types of circuit breakers (including the restrike-free breakers) have reignitions after the interruption of faults in the vicinity of a shunt capacitor bank. This is caused by the low rate of rise of the recovery voltage which gives the circuit breaker an opportunity to clear at short arcing times. Reignitions occur because of the low dielectric withstand capability of the small contact gap. Both tests and computer calculations show high overvoltages when the circuit breaker interrupts at one of the superimposed high-frequency current zeros which are created after reignition. Some breakers interrupt at a high-frequency current zero and thus create overvoltages. Other breakers do not interrupt at a high-frequency current zero and wait for a current zero of the power-frequency current, thus prolonging the arcing time. The overvoltages in three-phase circuits are higher than in single-phase circuits     

相控真空断路器同步关合电容器组的研究

分析了并联电容器组关合的暂态过程,用分相控制的永磁机构真空断路器进行了关合并联电容器组的试验研究。结果表明,相控真空断路器动作分散性小,可以有效地完成电容器组的同步关合,大幅度降低系统暂态过电压、减小涌流。     

电容器组采用微机保护后的新问题

对真空断路器投切的电容器组 ,同时又对采用微机保护而误发信号的问题进行了讨论     

一起电容器组真空断路器爆炸事故分析和预控

真空断路器以其优越的灭弧性能和免维护的优点大量运用于变电站的10 kV电压等级中,它主要起分合线路的负载电流和切断故障电流的作用。由于真空断路器熄灭容性电流比感性电流要困难得多,因此,电容器组开关因未能灭弧而引发的爆炸事故时有发生。文章通过分析一起10 kV电容器组开关的爆炸事故,分析其中的原因,并提出相关预控措施。