合闸涌流对真空断路器重击穿特性的影响

真空开断技术已广泛应用于电力系统,但真空断路器在电容器组应用中仍存在问题,无法满足其投切要求,原因在于合闸涌流会破坏真空断路器绝缘性能。本文进行了在容性电流投切过程中合闸涌流影响真空灭弧室重击穿特性的试验研究。试验过程中分别对7.2kV和40.5kV等级真空断路器进行了电容器组投切试验。试验结果表明合闸涌流会直接影响触头表面状态,进而影响重击穿现象。当涌流幅值从0上升到5kA,7.2kV等级真空灭弧室重击穿概率会从5%上升到30%;当涌流幅值从4kA上升到5kA,40.5kV等级真空灭弧室重击穿概率会从3%上升到20%;此外,合闸涌流也会影响重击穿发生时间,随合闸涌流幅值上升,重击穿发生时间显著提前。     

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...     

真空断路器投切电容器组试验验证

为寻找真空断路器投切电容器组时发生爆炸的原因，在运行电网上进行了10kV真空断路器投切电容器组的试验，5组样机为不同批号和洁净度的真空灭弧室，将其安装于同一组真空断路器上投切同一组电容器组，通过分析试验结果，得到结论：爆炸原因是真空断路器投切电容器组时发生重击穿并产生较高的过电压；真空灭弧室内部洁净度是影响真空断路器投切电容器组重击穿率的重要因素；真空断路器在投运前进行50次以上的电气老练试验是必要的。     

投切电容器组产生重击穿及NSDD过电压对电容器影响分析

针对真空断路器投切电容器组时发生的重击穿与NSDD所产生的过电压问题,通过对投切电容器组发生重击穿与NSDD典型波形分析,同时5年来真空断路器在投切电容器组的型式试验和老炼试验中发生的重击穿与NSDD次数统计,在中性点不接地系统中,NSDD发生次数远大于重击穿次数,发生重击穿与NSDD在电容器极间与真空断路器断口所产生的过电压基本是没有差异的。因此对NSDD的所产生对电容器的危害是不能忽略的。     

同步开关技术对提高开断电容器组性能的研究

断路器在开断电容器组时引发的重击穿过电压可破坏设备绝缘,对电网的安全运行构成威胁。采用同步开关技术合理延长燃弧时间,可有效降低重击穿概率。文中结合弧隙介质恢复理论与断路器同步关合特性,根据重击穿的判据条件,提出了一种重击穿概率计算新方法,从数理角度分析了触头分离时间、断路器绝缘强度上升率对重击穿概率的影响;再通过35 kV永磁真空断路器动态预击穿试验得到其绝缘介质恢复特性,利用上述计算方法并结合试验数据得出:在分闸动作时间最大允许偏差为±2 ms时,将选相控制器的预设燃弧时间选择在4~6 ms范围内,可实现开断电容器无重击穿,为选相切除电容器组提供了一定的技术参考。     

误合电容器引起事故扩大的原因分析

通过对电容器合闸涌流的计算、电容器熔丝重击穿和真空断路器发生重击穿的分析研究,解释一起由于误合故障电容器而引起10 kV电容器组熔断器“群爆”、真空断路器损坏的事故发生原因,进而提出选用优质真空断路器、自动投切电容器主站应具有闭锁回路、电容器的外熔丝选用性能较好的熔断器等,以避免此类事故重复发生.     

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。     

40.5kV投切电容器组用双断口真空断路器的研究

针对40.5 k V真空断路器投切电容器组时重击穿概率高这一亟待解决的技术难题,利用串联断口技术实现电容器组电流开合,提出了40.5 k V双断口真空断路器的设计方案并进行了深入研究,以满足电力系统的要求。建立了由高频涌流振荡回路和工频振荡回路组成的容性电流开合试验回路,在试验样机上完成了多组背对背电容器组开合试验,表明双断口真空断路器可显著降低投切电容器组时的重击穿概率。采用合成试验方法对该样机进行了短路电流开合试验,表明双断口真空断路器具有足够的短路开断能力。为保证每个断口的工作负荷相近,对并联均压电容数值的选取进行了试验研究并确定了样机的优选值为400 p F。因此,文中提出的用于投切电容器组的40.5 k V双断口真空断路器设计方案是完全可行的。     

一起并联电容器分闸多次多相重击穿故障分析

在变电站补偿电容器损坏经常发生,特别是在使用真空断路器切除无功补偿用并联电容器时,这严重影响了并联电容器的安全运行。本文针对一起较为少见的并联电容器组分闸多次多相重击穿故障,结合故障录波数据及对故障电容器的解体检查,用ATPDraw仿真程序模拟了这一过程,分析认为电容器用真空断路器分闸时多次重击穿产生的过电压及涌流是电容器绝缘击穿故障的主要原因,降低投切电容器用真空断路器的重燃率对于减少并联电容器故障至关重要。     

10kV真空断路器弧后延时重击穿过电压及其对电容器绝缘影响的研究

结合国内真空断路器老炼技术和并联电容器补偿装置的运行经验,并通过开断并联电容器补偿装置时真空断路器弧后延时重击穿现象所引起的过电压发展过程的网络计算和概率分析,认为真空断路器良好的高频灭弧性能对过电压有强烈的抑制效应,采用单相法或三相法老炼合格的断路器开断并补时不会造成电容器绝缘的损害。     

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。     

12 kV交流真空断路器柔性化投切电力电容器的设计与应用

正输配电网普遍使用12 kV交流真空断路器投切电力电容器进行无功补偿,以提高电网的功率因数,节能降损,改善电能质量。通用12 kV交流真空断路器投切电力电容器存在涌流、重燃、非保持破坏性放电(NSDD)[1]等问题。采用双断口投切电力电容器的交流真空断路器能提高真空断路器容性电流的开合能力及动态耐压水平,显著降低重击穿概率[2]。双断口技术增加了交流真空断路器的复杂性和成本,减少了投切电力电容器过程中的重燃与NSDD,对合闸涌流影响不     

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.     

增强真空断路器投切电容器组能力的研究

本文研究了真空断路器投切电容器组时出现的重燃和过电压等问题，对影响真空断路器投切电容器组的因素进行了分析，目的在于更进一步完善真空断路器技术性能和提高投切电容器组的能力。     

真空断路器使用注意事项

自70年代我国生产和使用真空断路器以来,真空断路器已被广泛应用在35kV及以下配电装置上。但是,由于受生产工艺条件、检测手段和管理水平的限制,产品质量很不稳定,导致真空灭弧室漏气,操作中发生拒合柜分,投切电容器组时复燃及重击穿率高等故障时有发生。针对上述情况,笔者认为在使用真空断路器时应注意以下几个问题。1真空断路器的使用寿命真空断路器是利用真空灭弧的一种开关设备。真空灭弧室是不可检修的元件,它的质量优劣直接影响到真空断路器的开断性能和使用寿命,而真空灭弧室真空度的高低又直接反映了灭弧室质量的优劣。按…     

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。     

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。     

不重燃 高可靠性 高压无功补偿装置

要实现电容器组自动投切，投切开关的选择很重要，以前主要用断路器和真空接触器。断路器由于体积大、寿命短、价格高等因素的影响，其使用范围一直受到限制；真空接触器在投切电容器时产生过电压，短路关合能力不强，开断电容器组时有一定的重燃率，据统计，真空开关系列其重燃率可达到1％～10％．     

融合连续过渡模型与Helmer模型的真空断路器开断模型研究

真空断路器广泛应用于中压等级电网中,在频繁操作场景下易出现过电压问题,而真空断路器的弧后暂态过程直接决定了其分断特性和过电压特征。为解决现有真空断路器模型难以同时对其弧后过程和高频特性仿真的问题,该文搭建了融合连续过渡模型和Helmer模型的真空断路器开断模型,并通过试验和计算确定其仿真参数。以切除35kV系统用并联电抗器为例,研究该真空断路器融合模型与连续过渡模型和Helmer模型计算结果的差异。结果表明,融合模型能够同时考虑弧后介质恢复过程中重击穿和冷间隙重击穿现象;其弧后参数计算与连续过渡模型基本一致,高频开断特性和Helmer模型较为接近。通过分析高频开断过程中的鞘层生长和重击穿情况,可以得到引起真空断路器高频重击穿的主要原因。该文仿真结果验证了所提出的真空断路器开断模型的准确性,可为真空断路器高频分断条件下的弧后鞘层发展分析和重击穿原因判断提供参考。     

选相精度对容性关合涌流幅值影响的数值仿真分析

文章研究了真空断路器相控精度与容性关合涌流幅值及频率的数值关系。并基于PSCAD仿真模型,采用最小二乘拟合的方法,从工程应用角度给出了数值表达式。讨论了真空断路器容性分断不考虑重击穿条件下时断口过电压及电容器过电压情况;给出了真空断路器容性投切选相精度控制区间;提出了真空断路器容性关合角度应控制在超前目标合闸角角度区间内的观点。