高压交流断路器三相合成试验技术分析与讨论

三相共箱型高压交流断路器的大容量短路开断与关合试验依据标准要求进行三相合成试验。文中通过对国家标准《GB 1984—2014高压交流断路器》、IEC标准《IEC 62271-101:2012 synthetic testing》和新版IEC标准《IEC 62271-101:2017 synthetic testing》中关于三相短路关合合成试验和三相短路开断合成试验的试验程序和燃弧时间进行解读与分析,并介绍了三相共箱断路器进行三相全电压关合试验T100s(a),三相对称额定短路电流开断试验T100s(b)和三相非对称额定短路电流开断试验T100a的试验回路与试验实施。     

断路器试验方式T100a中最长燃弧时间试验分析

目前断路器标准中的试验方式T100a主要有两种试验程序,其中一种在额定非对称度小半波末确定最短燃弧时间,例如GB/T 1984—2014《高压交流断路器》;另一种在中等非对称度大半波末确定最短燃弧时间,例如GB/T 4473—2018《高压交流断路器的合成试验》。通过比较发现两种试验程序使用的最大燃弧窗口差异较大,GB/T 4473—2018中的最大燃弧窗口明显小于GB/T 1984—2014中的最大燃弧窗口。为了研究GB/T 4473—2018中较小的燃弧窗口能否覆盖实际开断过程中可能出现的最长燃弧时间工况,文中对开断三相非对称电流时可能出现的最长燃弧时间工况进行系统参数计算,并从最后电流半波参数、燃弧窗口、电荷转移量以及电流能量4个方面与GB/T 4473—2018中长燃弧试验的试验参数进行比较、分析,得到以下结论：一是GB/T 4473—2018中长燃弧试验对实际工况的覆盖情况与最短燃弧时间有关;二是当最短燃弧时间较短时,GB/T 4473—2018中的长燃弧试验可以覆盖实际开断过程中可能出现的最长燃弧时间所对应工况。     

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。     

高压断路器三相全电压关合合成试验回路研究

文中对国家标准《GB 1984—2014高压交流断路器》及《GB/T 4473—2008高压交流断路器的合成试验》、国际短路试验联盟STL导则中关于三相全电压关合的内容进行了解读,通过对直接试验回路中三相全电压关合过程进行模拟明确关合过程中断路器两端电压和电流波形的变化,对两种合成关合试验回路进行模拟分析并比较,提出了一种便于实现且等价性较好的三相全电压关合试验回路。结果表明该回路与目前标准推荐回路相比,实现难度较小,笔者推荐实验室可选择该试验回路。     

大容量发电机断路器短路试验程序分析与讨论

随着中国电力工业的不断发展,大容量发电机断路器的研究也走向更高的容量等级,容量试验是发电机断路器研究、开发过程中必备的关键性环节。鉴于国家标准GB/T 14824—2008《高压交流发电机断路器》相对于当前的试验需求的不足,文中在研究即将颁布的国际标准IEC/IEEE 62271-37-013:2014(草案版)的基础上,分析与讨论了发电机断路器的短路故障、短路试验程序、以及与输配电高压交流断路器短路故障的区别,最后介绍与分析了XIHARI大容量试验站进行额定电压24 kV、额定短路开断电流160 k A的发电机断路器(型号为ZHN10-24/Y25000-160)合成试验回路原理及典型的短路电流开断示波图。文中的研究内容为发电机断路器短路故障开断、关合试验提供了参考与依据。     

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。     

发电机断路器T100a试验方法比对研究及试验实施

发电机断路器作为发电厂的一个关键设备,投入使用前对其进行标准的型式试验考核非常重要,由于其特殊的工况,标准规定的试验方法也比较特殊。其中T100a试验是发电机断路器最关键、也最难通过的试验项目之一,目前国内发电机断路器制造厂家试验一般依据国家标准GB/T 14824—2008《高压交流发电机断路器》,新的IEC 62271-37-013《交流发电机断路器》标准也即将颁布,其中对于T100a(非对称电流开断能力)试验的规定与国家标准GB/T 14824—2008《高压交流发电机断路器》不同。文中针对两套标准T100a试验方法的不同点进行了对比研究,认为IEC 62271-37-013标准的规定相对来说与实际运行工况更具等价性,并按IEC 62271-37-013标准的要求,结合西高院的现实条件,采用并机合成试验法对24 kV、160 kA发电机断路器实施了T100a试验。     

基于电流零点直流分量的中压断路器T100a试验TRV参数计算

电力系统中高压交流断路器开断非对称短路电流后,电流过零点的直流分量控制着随后的暂态恢复电压(TRV),国家标准《GB 1984—2014高压交流断路器》附录P给出了应用电流零点直流分量的首开极TRV参数的计算方法。大容量试验站在进行中压断路器非对称短路开断试验(T100a)时,通常为三相直接试验,首开极系数为1.5,且TRV具有两参数特征。文中在分析与讨论《GB 1984—2014高压交流断路器》的基础上,研究了满足标准规定的T100a试验时3次有效操作中首开大半波和延长大半波情况下,首开极与晚开极电流零点直流分量的计算方法,进一步来计算TRV的峰值uc。研究内容对首开大半波和延长大半波的预期TRV参数计算提供了理论依据和参考。     

1100kV特高压交流断路器开合并联电抗器试验研究

针对中国特高压输电工程中1 100 kV高压断路器开合并联电抗器的试验需求,并结合国家电网公司提出的高于标准要求的试验参数,设计与开发了一种双端加压的试验回路。进一步应用PSCAD/EMTDC仿真软件对所设计的试验回路进行仿真计算,仿真结果表明,试验回路能够满足试验参数的需求,并在西安高压电器研究院有限责任公司大容量检测室进行了1 100 kV高压断路器开合并联电抗器的型式试验。最后,分析和讨论了正常开断、单次复燃开断、多次复燃开断3种典型的试验结果。     

基于两电平电压源合成试验方法的混合式直流断路器开断过程仿真研究

直流断路器在研究过程中需要试验测试为设计提供参考,在其制造完成后则需要进行型式试验验证其可靠性。文中以15 kV电压等级的负压耦合型混合式直流断路器为例,对其短路电流开断过程进行仿真并提取了关键点电应力;阐述了两电平电压源合成试验方法,设计了适用于负压耦合型混合式直流断路器的两电平电压源合成试验回路,并优化了参数选取;将两电平回路下开断过程的仿真结果与开断过程所需的电应力进行对比,证明了两电平电压源合成试验方法可以提供开断过程所需的电压与电流应力,验证了两电平合成试验方法的等效性与可行性。文中研究结果可为高压直流断路器的研究、设计及试验提供参考。     

几种用于特高压断路器的容量试验回路分析

由于短路容量大、恢复电压高,采用传统的合成试验方法已不能考核特高压交流断路器的短路开断性能。笔者根据STL合成试验导则中的3种特高压短路开断试验回路,利用PSCAD进行仿真计算,得到相应的电压波形,以此为边界条件,用ANSYS对特高压断路器开断后电位分布进行了仿真,并对3种特高压断流容量试验回路进行了分析。     

Matlab在高压合成试验瞬态恢复电压中的仿真应用

瞬态恢复电压(TRV)是电网的固有特性之一,试验站建造的瞬态恢复电压回路必须与满足IEC52271-100:2001和GB1984-2003～高压交流断路器》的新要求。Matlab能够精确地仿真出与标准要求一致的瞬态恢复电压技术参数,同时能够仿真计算出断路器成功开断、开断失败和重击穿情况下回路元件出现的大电流过电压,为试验设计人员和检测人员提供强有力的依据避免不必要的危害。     

直流断路器模拟试验回路的设计与仿真

目前针对实验室内测试换流式直流断路器的开断性能,多采用工频的合成回路进行试验,其等价性有待商榷。文中提出采用叠加振荡电流源来模拟实际直流短路电流的方案。针对设计参数为额定电流2 kA,短路电流20 kA,最大电流上升率6 kA/ms的直流系统,分别计算了低频、高频电流源回路及电压源回路的相关参数,通过PSCAD搭建了整体的系统模型,分析了各模块间的动作时序,并成功进行了开断试验,对实际直流断路器及其测试平台的设计有一定的参考价值。     

GB 17467-2010中对接地回路动热稳定参数的理解

<正>0引言本文结合预装式变电站接地回路试验参数(接地部分)的基本特点,根据预装式变电站的额定容量,按照优选值和实际主开关的极限分断能力进行试验参数的确定和实际应用中主断路器的选定,同时对保护接地系统的选用原则进行了推导。关于预装式变电站的短路试验Ik、Ip的确定以及接地回路动热稳定试验电流值的确定,涉及到两个标准中的内容:GB 17467《高压/低压预装式变电站》中4.5条、4.6条、6.6条和GB/T 11022《高压开关设备和     

LW36-126型户外SF6高压断路器速度测量传感器安装支架的设计

正1 LW36-126型户外SF6高压断路器的外部结构高压断路器的机械特性包括合闸和分闸时间、速度、开距、超程、三相不同期性、弹跳时间等,是保障断路器能正常工作的关键特性。因此,反映高压断路器机械特性的参数是判断其性能的重要指标,机械特性测试是衡量和保障断路器质量状况及性能指标的重要手段。GB 1984—2003《高压交流断路器》规定,断路器在型式试验、出厂或交接试验前,须测试空载行程曲线,记录时间、位移、速度等机械特性参数。另外,断     

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)。     

特高压断路器几种开断试验回路比较

特高压断路器开断试验方法的研究是特高压输电技术发展需要解决的关键问题之一。根据开断过程中的电弧特性,基于Mayr电弧方程理论,建立参数化的PSCAD电弧电阻模型,通过对几种适用于特高压断路器开断试验的合成回路进行系统仿真分析,模拟了直接试验回路、Hitachi四参数试验回路和ABB的EPIC试验回路的开断过程,以直接试验回路为基准,对Hitachi回路和EPIC回路开断前后的电弧过程和恢复电压进行了比较。     

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。     

252kV及以上断路器短路试验中SF6气体分解产物特性研究

以SF6气体为灭弧介质的高压交流断路器广泛应用于我国220 kV及以上电力系统中,开断短路电流后,灭弧室内SF6会分解产生SO2、CF4、CS2、SOF2等气体,对断路器的开断性能产生影响.文中对多台高压交流断路器开展短路开断试验,对断路器内部气体进行检测,研究了不同电压等级断路器及不同短路试验方式与SF6气体分解产物...     

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。