特高压断路器的大容量开断试验等价性分析与开断试验方法

根据特高压断路器试验要求,对Weil-Dobke电流引入型合成试验回路的等价性进行了分析,探讨了引入电流的频率要求。介绍了ABB公司的EPIC合成试验回路,讨论了EPIC回路的结构和工作特点,指出了EPIC回路存在的问题。提出了适用于特高压断路器大容量试验的XIHARI合成试验回路,详细介绍了该回路的工作原理,对其试验等价性进行了分析。     

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。     

特高压断路器容性电流开合合成试验方法研究

容性电流开合试验是高压交流断路器型式试验项目之一。由于容性电流开合试验需要的电源容量非常大,因此实验室进行特高压断路器容性电流开合试验一般采用合成法试验。笔者分析了断路器标准推荐的几种典型合成回路的工作原理及优缺点,并提出了一种适合西安高压电器研究院有限责任公司(简称西高院)的容性电流开合合成试验回路,介绍了其工作原理,计算了工频电压变化率,对回路工作过程进行了仿真计算。该试验回路等价性高,易于实现,已经在西高院实验室进行了试验验证,试验结果满足标准要求。     

特高压双电压回路合成试验方法研究

合成试验是高压交流断路器的重要检验检测方法,当电压等级超过1100kV时,需采用一种适用于高压特高压的其它合成试验方法——双电压回路的合成试验方法,分析了双电压回路合成试验的原理、计算方法、等价性评估、检验检测结果、试验实施等问题。重点解决电压等级较高时的双电压回路合成试验的分析计算及实施方法,并采用该方法对550kV/63kA断路器开展T100s整极试验,检验检测结果验证了分析计算和实施方法的正确性、合理性。指出:对于额定电压≥800kV等级的断路器,采用双电压回路合成试验的方法进行考核是正确的和有利的。但必须满足两个特定要求:(1)电压分配系数K_f为[0.5,0.65];(2)对于电压等级≥800kV等级的断路器,工频恢复电压试验公差须修正为[-5%,+10%]。     

特高压变电站电容器组开合试验回路的电气参数

特高压电网送电功率变化较大,无功电压控制问题比较突出,控制系统电压的重要手段是投切主变三次侧的电容器组,实际运行中投切电容器组的频率很高。另外,由于特高压工程的特殊性,其对投切电容器组断路器的技术参数要求也高于相关标准,而目前现场运行的投切电容器组断路器未进行达到特高压工程要求的电寿命试验。为验证断路器投切电容器组电寿命能力,分析特高压交流变电站投切电容器组断路器技术要求与标准差异,探讨了利用合成试验回路进行电寿命试验的等效性,建立试验回路、计算主要电气参数,通过仿真计算结果验证,合成试验回路各项试验参数均满足投切电容器组断路器电寿命需要,能够保证试验断路器得到有效考核。     

高压直流开断的合成试验回路的等价性及其设计

合成回路由于其简单、灵活对发展高压直流断路器型式试验极为重要。文章讨论了合成回路的等价性,并设计制造了一个电容储能回路以实现高压直流断路器的合成试验。     

126 kV/50 kA合成试验回路参数设计及仿真

合成试验回路是一种经济、有效的断路器开断性能测试平台,在很好地评估断路器性能的同时,能兼顾经济性和等价性。为了更精确地模拟电力系统发生短路故障时断路器所处的环境,进行不同电压电流等级和不同试验方式下合成试验回路的参数设计。利用MATLAB/Simulink软件搭建合成试验回路的仿真模型,验证参数的准确性,对不同情况下的仿真波形进行分析,结果符合预期。所设计的合成试验回路的投切参数满足GB 1984—2003《高压交流断路器》和GB/T 4473—2008《高压交流断路器的合成试验》的要求,可以进行单相试验容量为126 kV/50 kA、试验方式T100/T60的断路器开断试验。最后在MATLAB/GUI模块上设计了参数自动计算模块以供实验室使用。     

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。     

三相合成试验回路的设计及其仿真研究

适用于三相共箱式断路器的三相合成试验回路,在合成试验标准GB/T4473的附录J中,推荐了多种形式的试验回路,其中有三种三相合成联合回路和所有相引入的三相合成回路以及两相引入的三相合成回路,后者适用于首开极系数K_(pp)=1.3的工况。当K_(pp)=1.5时,采用所有相引入的三相合成回路,具有较好的等价性,且回路结构相对简化,只需用两个电压回路,故实施起来也容易一些。本设计的目标是满足K_(pp)=1.5工况下的126kV共箱式断路器的试验要求,文中对所采用的试验回路的首开极和后开极的电压回路参数以及调频回路参数进行了计算,同时对瞬态恢复电压TRV波形进行了仿真和分析研究,结果符合预期。     

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。     

1 100 kV / 1 200 kV断路器大功率试验

特高压（UHV）断路器试验本身就是一项挑战,当前,KEMA已开发了用于超高压和特高压开关设备大功率测试装置。鉴于特高压断路器一般至少由双断口灭弧室组成,需要做验证其正常电流（或故障电流）开断能力的局部试验,可以只针对断路器单断口（即断路器的1／2或1／4）来进行。例如,装有均压电容的瓷柱式断路器的情形就是这样。然而,为满足对金属封闭式开关设备的试验要求（见IEC 61633）,在带电部件和外壳之间以及在分闸过程应具备正确的电介质应力,不做断路器整极试验在技术上是不正确的。这就要求开发新的UHV断路器试验电路。关键之处在于使用一种双级合成电路,其中一级电路放置在测试对象的附近。这种做法的好处是,测试对象的外壳可以保持地电位各种800kV以及1100或1200kV断路器整极全面试验均证明这种方法是有效可行的。文章中展示了试验的例子。     

万能式断路器控制器的检测系统设计

为了产品出厂检验,设计了万能式断路器控制器的检测设备,给出了硬件原理图和软件流程图,该设备以工业控制计算机为核心,对各型号产品特性进行自动测试,判别产品技术指标是否符合出厂要求。该系统完成后,经过试运行达到了技术指标要求。     

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。     

三端口混合式直流断路器的工程应用

唐家湾三端柔性直流配电网工程成功应用了世界首套±10 kV三端口混合式直流断路器,可实现多端换流站的联络及故障快速隔离,从而保障系统安全可靠运行。文中针对唐家湾三端柔性直流配电网故障隔离需求,提出三端口混合式直流断路器的拓扑结构、工作原理和技术参数。进而进行三端口直流断路器工程样机研制,开展电流开断试验,试验结果表明,三端口混合式直流断路器工程样机可在2.7 ms内开断10 kA故障电流。最后,将三端口直流断路器工程样机安装在唐家湾三端柔性直流配电网工程,并进行三端系统在线投入、三端系统在线退出和三端系统电流开断试验共3个关键试验,试验结果表明,三端口直流断路器运行状况良好,功能和性能满足工程设计和运行要求。     

特高压断路器的瞬态恢复电压研究

结合晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压试验示范工程,研究了交流1100 kV断路器瞬态问题中的断路器开断短路电流或失步解列后的瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)内容。在此基础上提出了我国交流1100 kV特高压断路器的工作条件建议,分析了特高压断路器TRV问题的前景。认为我国特高压电网断路器在不采用分闸电阻的条件下,可满足IEC断路器扩展标准和正在修订的我国电力行业断路器标准中对TRV的要求。     

DZ47-63系列小型断路器校验参数和电路

介绍有实用价值的DZ47-63系列小型断路器延时动作特性、瞬时动作特性校验参数和电路.该参数能满足标准对产品检测的要求.该电路的显著特点是:设计合理、线路简单实用、工作性能可靠、操作方便、易维护.     

小型断路器用AgWC触头材料

对小型断路器用AgWC(55)触头材料的制备工艺进行了研究。通过对比试验,制备出了高性能的AgWC(55)触头。材料装机型式试验表明：采用AgWC(55)作为对称配对触头,能满足小型断路器的各项性能要求。     

特高压系统中的短路电流直流分量与零点漂移

结合1000 kV特高压试验示范工程及规划的中国特高压电网,研究了交流1100 kV断路器瞬态问题中的短路电流直流分量衰减时间常数及交流电流过零点的漂移现象,在此基础上提出了我国交流1100 kV特高压断路器的工作条件建议,如特髙压断路器试验的短路电流直流分量衰减的时间常数等。     

低压断路器检测用谐波源的建模和仿真

为满足低压断路器谐波抗扰度试验的要求,基于电力电子技术,根据低压断路器检测用谐波源的设计要求进行了谐波源的建模与分析。在Matlab/Simulink仿真运行环境下,搭建仿真电路并给出了获取设计参数的方法。仿真结果表明,所设计的谐波源各项技术指标均满足相关标准的试验要求,为谐波源的设计提供了基础性的解决思路。