高压SF_6断路器冷态介质恢复特性试验研究

研究了SF_6断路器操作过程冷态介质恢复特性,搭建126 k V SF_6断路器介质恢复特性试验回路,测量断路器不同开距下的击穿电压值。分析灭弧室充气压力、合闸速度、触头间电压极性对介质恢复特性和预击穿特性的影响,给出不同试验条件下的分闸介质强度恢复速度和预击穿时间。结果表明:断路器操作过程中相同开距下,合闸击穿电压值要大于分闸过程,断路器灭弧室结构下7mm开距内正、负极性下击穿电压值相差不大,极性效应不明显;开距大于7 mm,正极性击穿电压值大于负极性;合闸速度对合闸预击穿特性影响明显,合闸速度6.6 m/s的最大预击穿时间为1.18 ms,合闸速度4.7m/s的最大预击穿时间为2.21 ms,由此可知,提高合闸速度是控制预击穿时间的有效方法;针对126k V SF_6断路器冷态开断过程,充气压力为0.7和0.5 MPa时,分别在刚分时刻后0.5和1 ms内存在重击穿的可能,因此,针对容性小电流开断过程,应避免在此时间范围内熄弧。     

±800kV侨乡换流站500kV交流滤波器小组断路器选相合闸问题分析

±800 k V侨乡换流站500 k V交流滤波器562、583小组断路器选相合闸功能投入后,出现无法在电压过零点进行准确合闸的问题。通过分析断路器选相合闸装置的功能原理和实际配置,进行了断路器机械性能和带电分合等试验,认为选相合闸装置的电气合闸时间要短于机械合闸时间,选相合闸的定值整定应适当考虑预击穿时间,必须对断路器的机械特性、预击穿特性进行试验验证,才可以确定正确定值序列,同时保留合理裕度。在合理设置选相合闸控制定值后,最终实现交流滤波器在电压过零点准确合闸。     

电容器组投切用SF_6断路器介质恢复特性数值计算与试验研究

针对126 k V电容器组专用SF6断路器介质恢复特性进行数值计算与试验研究。对断路器灭弧室电场和气流场进行数值计算,依据流注理论,得到断路器触头间击穿电压曲线;搭建试验回路对断路器触头间隙动态击穿特性进行试验,测量断路器合闸和分闸过程中的击穿电压;结合数值计算与试验结果,分析不同压强对断路器合、分闸过程击穿电压的影响,给出高压SF6断路器介质恢复特性的变化规律。研究结果表明:对于同样的触头间隙,合闸过程(平均速度4.7 m/s)击穿电压大于分闸过程(平均速度9.6 m/s)。     

高压SF_6断路器关合预击穿特性计算与试验研究

同步关合技术是控制断路器关合涌流和过电压的主要技术方法,技术关键点在于选取断路器触头合闸相角的合理范围。通过试验和仿真计算的手段研究高压断路器关合预击穿特性。首先,计算不同开距下灭弧室内电场强度和气流场介质密度的动态变化过程,应用SF6气体流注理论击穿判据计算合闸击穿电压曲线。搭建126 k V SF6断路器动态击穿特性试验回路,给出正、负极性电压下断路器合闸过程动态击穿电压曲线,分析SF6气体极性效应对击穿电压的影响。对比分析仿真计算与试验结果,给出同步关合技术最佳的合闸相角。结果表明:SF6气体正极性击穿电压值大于负极性;击穿电压值仿真计算值可以表征合闸过程临界击穿电压的变化;以试验数据为参考,在开关合闸偏差为±1 ms、电角度±18°时,确定最佳合闸目标相角为9°,预击穿时间在(0 ms,0.5 ms),预击穿电压在(0 k V,47.68 k V)范围内变化。     

高压六氟化硫断路器触头间动态击穿特性试验研究

针对六氟化硫(SF_6)气体在高压电器设备实际形状电极间的击穿特性,搭建126 kV SF_6断路器触头间动态击穿特性试验回路,分别测量断路器在不同电压极性和灭弧室充气压强下分、合闸过程中触头间击穿电压,统计试验击穿点电压值和对应的开距,分别采用幂函数、四次多项式对分、合闸过程触头间击穿点电压值进行拟合,得到不同开距下击穿电压拟合曲线,并给出触头间击穿电压与开距之间的数学表达式。试验结果表明:SF_6断路器分、合闸过程中,当触头间开距达到一定值后,SF-_6气体表现出"反极性"效应;同一开距下,分闸过程(平均速度9.6 m/s)击穿电压小于合闸过程(平均速度4.7 m/s)。     

高压交流断路器选相合闸不稳定因素分析∗

通过试验数据研究影响高压交流断路器选相合闸不稳定的因素.经过分析发现,高压交流断路器选相合闸的不稳定性主要决定因素是断路器合闸时间的分散性,其次是S F6气体预击穿特性,但选相控制器合闸时间的分散性也不可忽略.该研究成果为后续开展选相合闸技术研究提供经验参考.     

选相抑制1000kV线路合闸过电压的仿真研究

为分析选相技术抑制1000k V空载输电线路合闸过电压的效果,首先研究了断路器的合闸预击穿特性和目标合闸相位,然后利用PSCAD/EMTDC软件的自定义模块建立了能考虑合闸预击穿特性及选相控制策略的合闸模型,最后对应用选相技术的1000k V空载线路统计合闸过电压进行了仿真分析,并与随机合闸、加装合闸电阻和金属氧化物避雷器下的统计过电压倍数进行了对比。结果表明:采用选相合闸技术配合避雷器的过电压抑制方式能将计划合闸过电压限制在1.6p.u.以下,将单相重合闸过电压限制在1.7p.u.以下,满足相关标准的要求,同时能够降低避雷器的吸收能量,并有效改善合闸的过渡过程。     

某500kV GIS变电站断路器操作对智能组件CT端口电磁骚扰的实测与分析

文中测量了某500 k V GIS变电站断路器合闸操作及断路器分闸—合闸—分闸操作时智能组件端口骚扰电压和GIS外壳地电位升,研究了GIS设备断路器操作对智能组件端口的电磁骚扰特性。结果表明,该站内断路器合闸时地电位升幅值最大不超过2 300 V,但分合分操作时有接近5 000 V;汇控柜端口处的骚扰电压不超过250 V;智能组件端口骚扰电压微脉冲波形上升沿很陡,在3.2~6.8 ns之间,小于前期试验研究结果。该站智能组件端口骚扰电压主频幅值要高于前期实验结果。     

相控断路器投切10kV并联电容器的应用

近年来,变电站真空断路器投切10 k V并联电容器组时发生了多起断路器或电容器炸裂事故,在更换断路器和改善保护措施后,此类事故还是屡禁不止。为减少该工况下绝缘事故的发生,重庆市某110 k V变电站采用分相控制技术的永磁机构真空断路器来抑制投切电容器组时的合闸涌流和降低分闸重燃概率。相控断路器是抑制并联电容器合闸涌流与分闸过电压的重要措施之一。为了验证该技术的有效性,首先基于电路理论分析了合闸角对合闸涌流的影响以及分闸过电压机理,之后在重庆市某110 k V变电站针对某种型号相控断路器与普通真空断路器合(分)闸10 k V并联电容器进行了一系列的现场试验研究。试验结果表明:相控断路器的控制精度高(合(分)闸误差均在±0.3 ms以内);普通真空断路器的合闸涌流高达4.5倍额定电流,而相控断路器的合闸涌流均在2.4倍额定电流以下;控制分闸技术能够保证首开相的工频续流开断时断路器断口间有足够的开距,降低重燃发生的概率,从而提高系统运行的安全性与可靠性。     

SF6断路器触头劣化过程合闸预击穿特性研究

电容器组投切断路器触头烧蚀劣化后会改变合闸预击穿时间,这不仅会影响选相合闸效果,同时也说明预击穿电弧持续时间可作为衡量触头烧蚀状态的指标之一。建立了126 kV SF₆断路器灭弧室内合闸预击穿过程电—流体耦合仿真模型,研究了触头劣化过程中合闸预击穿特性,并提出了预击穿时间带电检测方法。结果表明：合闸过程中场强最大点总是出现在静弧触头表面;灭弧室内SF₆气体密度几乎保持不变;110 kV电压等级相电压下,触头预击穿电弧持续时间随烧蚀程度变化的试验值与仿真值吻合良好。从电场畸变角度解释了随着触头的表面烧蚀劣化程度增大对应预击穿时间的变化规律,结果可为断路器选相合闸策略和触头状态评估提供理论指导。     

选相断路器的外部变量补偿研究

本文通过搭建550kV断路器选相控制试验平台,分别研究了选相控制器自身准确度、断路器分闸/合闸时间分散性、外部变量对断路器分闸/合闸时间的影响,获取了控制电压、环境温度、机构油压、间歇时间和气室压力这5个环境变量的补偿曲线,通过在选相控制器中植入外部变量补偿功能,实现选相控制器根据外部变量自动修正断路器的分闸/合闸时间,达到了在预期相位分闸/合闸断路器的目的,提高了高压断路器选相控制的准确性。     

特高压直流换流站选相合闸控制装置现场调试技术

结合向家坝—上海±800 kV直流输电工程从选相合闸控制装置的工作原理入手,针对断路器合闸过程中的预击穿特性以及环境温度和操作电压对断路器合闸时间的影响,建立了适用于选相合闸控制器测试的典型断路器合闸时间模型,提出了选相合闸控制装置性能测试的现场调试方法,并研制了选相合闸测试仪。最后将所提调试方法应用于向上直流工程复龙换流站的现场调试中,试验结果表明该方法能及时发现并消除设备缺陷,从而验证了该调试技术的可行性和有效性。     

高压开关操作引起瞬态电磁干扰的实测分析

为研究高压开关重击穿过程的发生规律,分析隔离开关和断路器操作产生电磁骚扰的特性,对500 k V变电站开关操作过程中导致二次回路的电磁干扰进行现场测量,并对开关操作产生的骚扰电压进行时域和频域特性分析,确定骚扰等级及主频范围。测量结果表明,就地汇控柜内二次设备端口骚扰电压幅值达到320 V,频率分布集中在45.83 MHz之内。断路器操作时端口骚扰电压有较大的幅值水平,尤其是断路器分闸-合闸-分闸操作时端口骚扰电压在幅值、微脉冲持续时间和上升沿上,相对于隔离开关操作有更为严重的情况出现。     

文摘

正相控断路器投切10 k V并联电容器的应用[中]/杨庆,张照辉,席世友,司马文霞//高电压技术.2016(6):-1739~1745.近年来,变电站真空断路器投切10 k V并联电容器组时发生了多起断路器或电容器炸裂事故,在更换断路器和改善保护措施后,此类事故还是屡禁不止。为减少该工况下绝缘事故的发生,重庆市某110 k V变电站采用分相控制技术的永磁机构真空断路器来抑制投切电容器组时的合闸涌流和降低分闸重燃概率。相控断路器是抑制并联电容器合闸     

特高压直流换流站选相合闸装置现场参数整定及测试方法

介绍了特高压直流换流站选相合闸装置的基本原理,分析了理想合闸时刻、断路器机构离散特性以及合闸不同期等因素对选相合闸性能的影响。在此基础上,提出了选相合闸装置的整定原则;针对目前特高压直流换流站选相合闸装置还缺乏足够有效现场试验手段和方法的问题,提出了一种通过将继保测试仪输出电压、电流与一次开关、选相合闸装置及站内故障录波装置串联并实际带选相合闸二次控制回路试验的,不需增加硬件成本的选相合闸装置性能及二次回路现场试验方法。祁韶(酒湖)±800k V特高压直流输电工程韶山换流站现场应用表明该方法有效、可行。     

Weibull分布在真空断路器容性关合预击穿特性研究中的应用

当前选相合闸技术在断路器的容性开合工况中应用越来越广泛,而预击穿开距的分散性严重制约着选相关合策略。文中的研究目标是采用熔铸法制备灭弧室触头的40.5 kV真空断路器在容性开合运行工况下的预击穿开距分布情况。试验中采用熔铸法制备的直径为50 mm的CuCr40触头作为试品,通过L-C振荡回路产生了幅值6.48 kA、频率207 Hz的关合涌流,考虑35 kV三相不接地系统中容性系数为1.4的情况,关合过程中的外施电压设为46.3 kV。试验结果表明,预击穿开距dpre的余补累积概率满足三参数Weibull分布,并且3只灭弧室试品总是发生预击穿的预击穿开距基本相同,均为约1.6~1.9 mm,而预击穿开距的分散性则各不相同,约为3.4~6.0 mm。这意味着随着关合操作次数的增加,灭弧室的预击穿开距分布会显著变化,因而对于在真空断路器进行容性开合时考虑采用选相合闸技术而言,预击穿开距的分布是至关重要的。     

220kV隔离开关操作异常现象分析及处理

<正>1故障现象某500 k V变电站一台220 k V断路器由运行转冷备用,现场操作到断开2882隔离开关时,该隔离开关先分闸,但分闸到位后马上又合闸,合闸到位后就保持在了合闸位置,分合闸电动机停机。2原因分析2882隔离开关电气分合闸操作电路分为电动机电路和控制电路两大部分。在电动机电路中,合闸或分闸接触器吸合后,其辅助触点动作,使接入电动机的电源形成正相序或反相序,从而控制电动     

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。     

银川东换流站滤波器用断路器合闸问题分析及解决方法

由于换流站配置的交流滤波器需要频繁投切,为保证设备安全,换流站的交流滤波器开关会配置选相合闸装置,±660 kV银川东换流站交流滤波器3611、3612等小组断路器选相合闸装置现已不能在电压过零点进行准确的合闸。通过分析选相合闸装置的原理与现场的实际配置,分析了装置无法在过零点合闸的原因,并提出了考虑预击穿时间并定期对全站所有选相合闸装置进行重新整定的方法,解决了现场滤波器选相合闸问题。结果表明:该方法可以有效解决滤波器不能在过零点合闸问题,保证了直流系统可靠运行。     

特高压并联电容器组选相关合涌流计算分析

<正>特高压变压器110 k V侧无功补偿并联电容器组具有电压等级高、容量大等特点,投切电容器组的断路器动作次数多,关合涌流大。采用选相合闸技术可有效降低关合涌流,提高开关电寿命。结合特高压无功补偿系统参数,基于ATP-EMTP软件计算出断路器预击穿电压和关合涌流,并分析了计算结果。2 0 0 9年,我国自主研发、设计和建设的晋东南-南阳-荆门1 000 k V特高压交流试验示范工程正式投运。特高压输电线路的充电功率大,并且随着系统运行方式的改变,线路潮流