真空断路器用于直流开断研究综述

真空开关因为其耐压强度高、介质恢复速度快,在很多直流开断的场合,常采用真空开关作为基本开断单元,利用强迫过零的原理实现直流电路的开断。文中对真空开关用于直流开断方面的研究进行综述,包括强迫过零真空直流开断的原理分析,真空断路器直流开断能力研究,尤其是关键开断参数,如恢复电压的du/dt,电流变化率di/dt(包括电流下降阶段平均值以及电流开断时刻的瞬时值)以及开断电流幅值的极限及其相互关系;同时,对至今为止世界各国开发研制的典型直流开断装置的情况也进行了介绍;最后,对于未来真空直流开断在高压直流电网中的应用研究给出建议。     

计及短路直流分量的支路断路器开断能力校核

随着电力系统互联规模的扩大,电网抗阻比越来越大,迫使短路电流直流分量衰减时间常数越来越大,进而影响了断路器的开断能力。目前,实际电网对断路器开断能力的校核通常仅考虑短路点的周期分量,而未考虑直流分量和支路短路电流的影响。首先对比分析各种断路器校核中考虑直流分量校核断路器开断能力的折减方法;然后,结合分支短路电流直流分量的计算方法,考虑断路器动作顺序,制定断路器开断能力校核方法;最后,结合某地区电网计算故障点连接分支上的短路电流周期分量和直流分量,以校核断路器开断能力。算例表明采用折减系数法可以充分考虑直流分量衰减时间常数对开断能力的影响,为电网规划运行和设备选型提供参考依据。     

无电弧直流高速开断真空断路器

一、前言 在日本,以城市为中心的直流电气铁道内,在电力电子和微电子技术的基础上,对电力供应系统的设备进行了技术革新.人们十分关注以列车运转为电力供应中心任务的直流高速开断断路器,十多年来曾考虑过不少方案.日本运输省针对铁道技术的开发提出了"环境和节能"、"提高安全性和可靠性"、"高寿命低价格"三项要求,从而研制出新型无电弧直流高速开断真空断路器.     

电力系统短路电流直流分量及其对断路器开断能力的影响

短路电流中的周期分量和直流分量对系统短路容量都有贡献,而后者在工程应用中没有引起足够的重视。从仿真计算和实际故障录波2方面介绍了超高压输电网中短路电流直流分量的衰减情况,定量估计了直流分量对运行中的断路器开断能力的影响。最后,对运行中的断路器的开断能力和关合能力做出了综合评价,并得出结论:如果按短路电流周期分量校核断路器开断能力,则需要留有10%～30%的裕度,以考虑开断电流中可能存在的直流分量;限制运行中的断路器使用的仍是其开断能力而不是其关合能力。     

空气直流断路器开断特性试验研究

针对空气直流断路器,利用2 kV/30 kA直流断流冲击试验电路,以及高速摄影仪等,对空气直流断路器的分断过程进行了研究,获得了大量的试验数据。基于相关研究工作,研制了1 800 V轨道交通用大容量空气直流断路器。     

高压交流真空断路器开断直流电路的试验

以人工过零法进行了用ZN3—10/600—150型、ZN4—10/1000—200型和ZN—10/1000—300型高压交流真空断路器单个灭弧室成功地开断8、11和15.5kA直流电流,以及用两台ZN4—10/1000—200型断路器灭弧室两串三并开断直流电路,最高开断参数达25.8kA、26.7kV的试验。对具有纵向磁场的ZNN—10型(暂)真空断路器,在固定开断电路参数的条件下,进行了单个灭弧室连续开断直流电路的试验,为50kA、30kV高压直流断路器的建造奠定了试验基础。     

新型高压直流断路器开断能力的研究

通过对典型高压直流断路器在开断大大直流时开断能力不足的问题的分析,在其电路拓扑的基础之上,引进了一个电阻元件,将该电阻直接并联于直流回路上,用于分流和减小直流电流的幅值。另外,在与该电阻元件并联的直流回路上设置了一台断路器装置,该装置能开断较小容量的直流回路,它能与主直流回路的断路器共同工作,最终开断大幅值直流电流。在Matlab/Simulink环境下,建立Mayr电弧模型,并在此基础上建立了新型高压直流断路器模型。通过仿真及其分析,表明在高压直流系统中,该新型直流断路器具有很好的直流开断能力。     

高压直流开断试验回路的研究

文章描述了直流开断的试验回路装置及其试验结果。试验表明,简易高压直流断路器的气吹电弧具有负阻特性;转移回路参数对于实现自能式振荡熄弧开断影响显著,存在着一个与断路器电弧时间常数相适应的最佳转移振荡频率;简易气吹高压直流断路器的开断能力随气吹压力的增加而升高,燃弧时间随开断电流的加大而延长,文章还对高压直流开断试验回路的等价性做了进一步的分析和讨论。     

双断口真空断路器开断能力的探讨

论述了提高双断口真空断路器开断能力的原理 ,比较了双断口和单断口真空断路器的开断能力。实验结果表明 ,双断口真空断路器的开断能力较单断口高 2倍。讨论了均压电容对开断能力的影响 ,提出了对操动机构的要求 ,最后 ,介绍了多断口真空断路器的优点。     

直流开断技术的进展与新型直流断路器

提出了直流系统对直流开断的新要求,分析了直流开断与交流分断的区别。同时介绍了几种直流开断新技术与新型直流断路器,包括无极性直流断路器、由交流派生直流断路器、密封充气式直流开关、自励振荡人工零点直流断路器,理清了直流开断技术的进展。     

关于低压断路器短路分断能力检测的验证方法的探讨

详细阐述了低压断路器产品短路分断能力的基本要求和IEC现有标准的试验方法,对断路器在实际使用中的情况进行了分析,提出验证断路器产品短路分断能力的新见解。     

关于低压断路器短路分断能力选择的讨论

扼要说明有关低压断路器短路分断能力术语的含义,并重点讨论了如何合理选择低压断路器的短路分断能力,以及如何按实际短路回路的X/R值修正其额定短路分断能力等问题.     

谐波对真空开关分断性能的影响

用数值计算方法具体计算了含谐波电流的最大值，发现即使在谐波电流总畸变率满足国际要求的情况下电流最大值不家可能远比基波最大值大。这虽不会影响真空断路器的分断能力及电寿命，但对真空负荷开关影响很大，有可能使真空负荷开关分断失败，使其电寿命大大缩短，因此，用熔断器－真空负荷开关来代替断路器的使用场合，应注意分断谐波负荷电流时引起的分断失败及开关寿命缩短的问题。     

关于真空断路器电寿命极限开断次数的研究

通过分析2002～2005年间约400多份型式试验报告、原始记录及试验波形,并且跟踪一台合成试验用辅助断路器单极近一年的开断情况,得出目前在制造工艺和技术水平方面,真空断路器的开断潜力还远远没被认识到。     

新型126kV高压真空断路器的设计及开断能力试验研究

针对真空开关技术在126kV高电压等级应用的问题,提出了一种新型的126 kV高压真空断路器的设计方法。基本思想是采用双断口模式,设计了断路器的断口布置,使断口电压均匀分布,从而无需加装均压电容,避免传统方法中因均压电容的增加带来的隐患;根据断口布置,确定断路器的运动系统,利用虚拟样机软件ADAMS确定了优化结果;针对该新型断路器的开断能力测试,搭建了合成试验回路,经过一系列的试验,证实了新型的126 kV高压真空断路器具有31.5kA短路电流开断能力,表明该126kV高压真空断路器的设计不仅可行,而且新颖有效。     

低压断路器分断能力的计算和选择

在额定电压和额定电流下，正确计算线路的短路电流，适当选择低压断路器，可减少配电网络和工业设备发生短路等故障。阐述了断路器分断能力的定义与标准，对额定短路分断能力的选择进行了分析，给出了短路电流的计算公式，分析了额定短路分断能力选择时应注意的问题。     

提高低压断路器分断能力的探讨

在分析了断路器的电流分断和灭弧过程的基础上,结合本厂的实际产品,提出了提高断路器分断能力的具体措施,通过对灭弧室和操作机构的改进,将舰用开关的分断能力由５０ｋＡ提高到７５ｋＡ。     

基于永磁操动机构的混合断路器开断能力探讨

论述了基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器开断过程.探讨了真空灭弧室与SF6灭弧室对开断能力提升的协同作用,结合混合断路器开断能力提高的机理分析了混合断路器对其操动控制机构的要求.最后设计了一种基于真空断路器与SF6断路器串联的光控模块式混合型断路器实验模型,实验模型采用永磁操动机构解决真空灭弧室和SF6灭弧室...     

低压真空断路器的大电流开断技术

低压真空断路器具有无火灾爆炸危险、良好的环境适应性,以及寿命长、维护量小等一系列优点。低压真空断路器的开断能力与触头直径之间呈线性关系,其极限开断能力取决于电流过零时的触头表面温度。当它开断大的短路电流时,一般采用与电弧轴向垂直的横向磁场真空电弧控制技术,使集聚态真空电弧在触头表面上快速旋转,减轻时局部触头区域的烧蚀。在低压真空断路器中CuCr触头材料显示出最好的性能。低压真空断路器将在煤矿、化工、冶金、纺织、采矿等时断路器有较高环境要求的领域中占有一席之地。