真空断路器投切电容器组性能的现状与对策

根据真空断路器投切电容器组型式试验与老炼试验情况的调查,分析了影响重燃的因素,提出了降低重燃率的方法和对策。     

隔离开关切合容性小电流试验中的重燃过电压研究

在隔离开关切合容性小电流试验中,回路中可能会由于隔离开关的多次重燃而产生特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO),这对试验回路中的设备和元件,尤其是试验变压器绕组绝缘构成了很大的威胁。笔者利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件计算了隔离开关进行分闸操作时在试验变压器端部出现的VFTO,分析了影响重燃过电压大小的因素,并研究了利用在试验变压器输出端加装保护间隙时的保护效果。仿真结果表明,分闸时重燃过电压与发生重燃的时间有关,与燃弧时间无关,弧道电阻对VFTO也有一定的抑制作用。采用在试验变压器输出端加装保护间隙的方法,可明显降低试验变压器端部过电压值,达到保护试验变压器的目的。     

真空开关触头表面状态和工艺处理对切合电容器组重燃的影响

通过对真空开关切合电容器组的重燃机理和原因分析,并对触头表面的状态和工艺处理的不同对重燃几率的影响进行了试验和结果分析,从而得出：只有对真空开关的触头表面进行较好的处理和老练可以减小和消除重燃现象。     

真空断路器操作机构性能对投切电容器组重燃的影响

根据真空断路器投切电容器组的特点,结合目前国内型式试验与老炼试验的现状,分析了真空断路器性能投切电容器组时可能影响重燃的因素,特别是机构的主要技术指标及性能稳定性造成产生重燃的原因,提出了应关注的对策。     

高压交流断路器开合并联电抗器试验研究

笔者分析了高压断路器开合并联电抗器的原理和开断过程以及过电压情况,结合试验标准要求和EMTDC模拟计算结果,讨论了电抗器开合试验的试验回路的设计和试验方法,给出了实际的试验正常波形和重燃波形。最后模拟并计算了试验截流过电压和重燃过电压,提出了使用氧化锌避雷器限制回路暂态过电压的办法。     

评价电容器组开关的方法和重燃过电压的抑制

评价操作电容器组开关的方法有两种,即三相实际负荷试验和单相等值试验,本文说明它们的差异,还决定了等值试验应当增加新的条款。其次对IEC规定的冲击耐受电压,操作耐受过电压和重燃过电压之间的相互关系进行讨论,若开关有可能产生重燃,对一定电压等级的开关需要加强绝缘水平或增加过电压抑制。最后,对电容电阻(CR)抑制器抑制重燃过电压的方法进行研究,并获得最佳的电容电阻常数。     

银氧化锡触头材料的电弧重燃特性

探讨了用内氧化方法制造的银氧化锡触头材料的电弧重燃特性。运用物理、化学检测手段,对材料组成及结构进行了多方面的分析;并对相应状态下的触头,测定其在接触器分断过程中的电弧重燃时间,归纳出影响内氧化银氧化锡触头电弧重燃特性的主要因素。通过试验确认,当控制好这些因素时,内氧化银氧化锡有良好的电弧重燃特性。     

真空灭弧室中两种触头材料高频电流零点后的重燃

在某一中等电压的线路中,对两种触头材料(AgWC和CuCr)真空电弧高频电流零点后的重燃机理进行了实验研究。这个线路采用了合成试验原理。实验发现对每一种触头材料,有四种不同型式的重燃。根据开断和重燃之间电流休止的时间,从5ns到50us将重燃型式进行分类。实验分析表明,高频电流零后间隙的击穿电压有可能增大或减小。它决定于高频电弧特性。根据试验分析,高频电流前的∫i~2dt值可看作影响击穿电压的参量。     

评价电容器组开关的方法以及限制重燃过电压的措施

本文解释了开断电容器组之断路器的两种评价方法(即三相的实际负载试验和单相等效试验)之间的差别,并指出等效试验应增加的新项目;此外,讨论了IEC规定的冲击耐受电压、操作波耐受电压与重燃过电压之间的关系。如果所采用的断路器有可能重燃的话,则对于一定电压等级的断路器必须提高绝缘水平或者采取措施限制操作过电压;最后介绍了利用阻容(CR)限压器的试验情况,指出这种装置可作为限制重燃过电压的一种措施,本文已给出最佳的CR常数。     

110kV复合型放电间隙避雷器的电气性能

为降低110kV架空输电线路雷击跳闸率,基于多短间隙过零熄弧后不重燃的机理,提出一种由多短间隙结构和单个大间隙相串联而成的复合型放电间隙避雷器。该避雷器允许多短间隙被击穿建立电弧通道,在间隙中产生的高气压作用下,电弧被推出短间隙。在工频续流自然过零熄弧后,由于分布到单个短间隙上的最大电压不足以重新燃弧,以确保电弧不发生重燃。该文首先通过工频续流试验考核多短间隙过零熄弧后不重燃的可靠性;进而通过雷电冲击试验、淋雨试验和污秽试验,检验该避雷器的电气性能。试验结果表明复合型放电间隙避雷器具有良好的工频续流遮断能力,且电弧不会发生重燃;具有良好的雷电冲击特性和淋雨特性,适用于重污秽地区。复合型放电间隙避雷器满足110kV输电线路安全运行的要求,并能够在继电保护动作前可靠熄灭电弧使其不发生重燃,可用于110kV输电线路防雷。     

40.5kV真空断路器开断并联电抗器时过电压的产生机制

近年来,35 kV电网中真空断路器开断并联电抗器时发生了多起事故,原因不明。采用数据统计的方法,对现场燃次数最高达128次,三相重燃过程持续时间最长达5ms,试验的大量结果进行了总结和分析。经统计,单次开断中重后重燃相瞬态恢复电压上升率可高达13kV/s,无保护情况下相间过电压可超过8.0pu,相对地过电压均可超过4.0pu。结果表明,三相多次重燃和相间过电压是此类事故的主要原因。基于电路理论分析并揭示了三相多次重燃过程的产生、发展和结束机制,即工频电流首先过零相的预期瞬态恢复电压幅值高,导致电弧重燃,重燃产生的高频电流经电缆的相间耦合导致其他两相发生强制熄弧。强制熄弧相预期瞬态恢复电压的幅值和初始上升率都极高,继而引发三相多次重燃过程,并产生可达相对地过电压幅值的2倍的相间过电压。     

12kV真空断路器开断并联电抗器过电压抑制

为探明低电压等级真空电路器开断并联电抗器过电压的产生机理,分析了真空断路器开断电抗器的研究现状,经过理论分析和仿真研究,并对挂网运行的某12kV真空断路器开断并联电抗器进行了多次试验研究,利用ATP-EMTP搭建基于电弧重燃特性的真空断路器模块,并搭建真空断路器开断并联电抗器三相仿真模型。仿真结果和现场试验结果基本一致,得出:12kV真空断路器开断并联电抗器时,首开相重燃并产生高频电流,经三相间耦合导致后开相也产生高频电流,但并未导致后开相高频截流。首开相重燃造成电抗器侧首开相产生严重过电压,达到60kV(7.0 p.u),后开两相未发生重燃,过电压幅值较小。最后,提出基于相控断路器开断电抗器,可有效降低过电压幅值,避免或减小断路器重燃几率。     

真空开关投切大型电容器组及避雷器保护方式的试验

本文总结了保定南郊变电站电容器组投切试验结果.对过电压数据进行了数理统计分析,指出了真空开关现场投切试验应尽量符合运行条件并增加合分操作,重燃率目前应控制在1%以下.文中提出的保护方式,经本次试验考核表明,对重燃过电压及高幅值的截流过电压均能有效地加以限制,且其动作电流持续时间较短,对这种保护方式还要进行现场试验考核及模拟试验研究.     

多纵缝灭弧室中电弧重燃过程的分析与模拟

通过对电弧电流零区现象的试验研究，确定了多纵缝陶土灭弧室中电弧重燃过程的特性，提出了描述电弧重燃过程的数学模型，并在不同的开断条件下，对电弧电流零区过程进行了模拟计算。     

500kV洛凡线调试中发生断路器重燃过电压的分析

1987年5月洛河发电厂500kV洛凡线路切、合空线试验时,采用进口的3AS 5—550/3150型SF_6断路器切、合线路,B相发生了重燃。此时相对地过电压达2.6倍,致使500kV母线悬式瓷瓶局部放电,对二次系统的正常运行构成了严重威胁,并使500kV联络变及CVT等设备受到过电压冲击。一般认为SF_6断路器的重燃之概率甚微,特别是500kV之过电压不以重燃过电压为计算对象。现洛凡线调试中,不但发生了重燃,而且产生较高的过电压,而所用之断路器又是进口的,因此,本文对这次重燃事故进行了分析。     

选择适当的老炼工艺降低真空开关开断电容器组的重燃率

大量的试验证明真空开关开断电容器组时易发生重燃，如何减小重燃率是真空开关发展需解决的关键问题之一，已挂网运行的真空开关有的采用加装保护装置，而对真空开关本身应从灭弧室的工艺和真空开关的结构，以及机械特性来加以改进，文章论述老炼工艺的原理、试验及方式选择。     

老炼方式对40.5kV真空灭弧室投切背对背电容器组的影响

为了降低真空灭弧室在投切背对背电容器组时的重燃率,文中采用试验的方法,研究了电压老炼、电流老炼和纳秒脉冲老炼对40.5 kV真空灭弧室投切背对背电容器组的影响,得出了老炼方式对40.5 kV真空灭弧室投切背对背电容器组的影响。纳秒脉冲老炼可以比较均匀的覆盖整个触头表面,而电压老炼和电流老炼只能覆盖触头表面的局部。纳秒脉冲老炼的真空灭弧室一次性通过投切背对背电容器组试验,电流老炼的真空灭弧室完成16次投切背对背电容器组试验后发生重燃,电压老炼的真空灭弧室完成一次投切背对背电容器组后300 ms发生重燃。     

小开距真空间隙放电特性的研究

采用对固定开距的真空灭体室施加电压使其击穿的方法对与多次重燃过程有密切关系的小开距真空间隙放电现象进行了研究,发现该类放电的特征可用冷击穿电压和开距的关系、燃弧后真空间隙热态耐压强度和开距的关系以及放电时高频重燃半波持续数来进行描述。试验发现用铜铬触头材料制成的真空灭弧室具有最高的冷击穿强度、是银碳化钨的三倍、且对线路的参数不敏感。根据能量关系建立的高频重燃半波数模型可对高频重燃持续的时间进行计算。     

真空开关切断电容器组时的重燃现象分析

本文就真空开关切断并联电容器组的几种情况——单相重燃、相继多次单相重燃、两相重燃等分别作了一些分析,对真空开关的重燃原因及防范重燃对策进行了探讨,还附带介绍了几张实测录波图和重燃事故概况,以期与有关科研单位、大专院校、制造和运行部门共同研讨。     

小电流接地系统接地故障电弧重燃暂态特征分析

小电流接地系统单相接地故障时常具有间歇性,针对电弧重燃时刻与重燃时电气量的分析可完善故障暂态理论并提高检测效果。文中根据接地故障熄弧后的电压与绝缘恢复特点,分析不同接地系统中在故障点不同稳定情况时的可能重燃时刻,并对重燃后故障暂态特征进行分析。故障点稳定时,不接地系统中易在熄弧后半个工频周期内重燃;经消弧线圈接地系统中,重燃主要发生在故障相电压峰值前时刻。故障点不稳定时,重燃时刻无明显规律。将重燃过程看作非零初始状态的单相接地故障,高频暂态电流的谐振频率、衰减因子与重燃时刻无关,幅值与重燃时刻故障相电压瞬时值近似成正比,经消弧线圈接地系统中的衰减直流分量衰减因子与重燃时刻无关、幅值与相电压对时间导数近似成正比。仿真及实测数据验证了分析结论的正确性。