自能式SF6断路器的技术进步

介绍西门子公司研制出一种新型动态自压缩灭弧室,用这种灭弧室的245kV/50kA SF6断路器,其每相操作功仅0．7kJ。还开发出一种双向运动弧触头系统,配该双向运动灭弧系统的170kV/40kA SF6断路器,其每相分闸操作功仅250J。     

ABB高压断路器技术

ABB公司高压断路器技术有了长足的进步,主要表现在:1)研制出PM型145～242kV 80kA单断口压气罐式SF6断路器;2)将SF6发电机断路器的短路开断电流提高到200kA,研发出HEC7/8型额定电压30/25kV,额定电流24000A(自然冷却)和38000A(强迫风冷),额定短路开断电流160/200kA的SF6发电机断路器;3)突破中压断路器制造传统,将配永磁机构的真空断路器做大做强.     

ABB公司高压断路器技术的进步

近年,ABB公司高压断路器技术有了长足的进步,取得了新的发展.这主要表现在三个方面:一、研制出PM型145kV～242kV80kA单断口压气罐式SF6断路器;二、将SF6发电机断路器的短路开断电流提高到200kA,研发出HEC7/8型额定电压30/25kV额定电流24000A(自然冷却)和38000A(强迫风冷)额定短路开断电流160/200kA的SF6发电机断路器;三、突破中压断路器制造传统,将配永磁机构的真空断路器做大做强,现已推出20kA、25kA和31.5kA产品,50kA产品将不久推入市场.它与传统断路器不同之处,在于技术创新.     

基于灭弧室气压特性对半自能式SF6断路器分闸速度的优化

断路器开断过程中的气缸气压会影响对电弧的吹弧效应和过零后介质特性的恢复,因此是影响断路器开断性能的重要参数。为此,以半自能式550kV SF6断路器为研究对象,研究了分闸速度对气缸气压的影响。以热力学第一定律和流体力学为基本原理,建立了计算灭弧室气压特性的数学模型。根据模型计算了最大分闸速度分别为8.0m/s、9.0m/s和9.7m/s时开断定开距短路电流时的灭弧室气压特性,并根据计算结果进一步研究了不同分闸速度下灭弧室的吹弧效应和过零后介质恢复特性,据此分析了断路器的开断性能,提出该550kV半自能式SF6高压断路器最大分闸速度的最优值为9.0m/s。通过仿真断路器开断过程验证了这一结论,为设定半自能式断路器的分闸速度提供了理论基础。     

550kV/50kA单断口断路器的开发

通过对550kV/63kA双断口断路器和363kV/50kA单断口断路器技术加以改进,利用计算机解析技术,提高了额定SF6气体压力和分闸速度,对弧触头和喷口形状进行了改进,优化了灭弧室结构,从而开发出550kV/50kA单断口罐式断路器样机。该样机分别在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA实验站完成了绝缘试验及容性电流、大容量开断等试验项目。550kV单断口断路器所有电气性能得到了确认。     

提高高压断路器开断性能和驱动的新技术

高压断路器技术在过去几年里已被证明有很大进展,尤其通过较大地减少断路器传动系统能量的新型开断原理的应用,通过最大限度地利用电弧能量,目前已推出一配有低能量弹簧操作机构且额定电压在72.5kV到550kV的断路器。本文介绍了近来已被广泛应用的各种不同开断原理的灭弧室。它们不同于仅在整个开断过程的某一控制部分产生的必须确保小     

高压自能式灭弧室和操作机构的技术进步（二）

高压SF6断路器经多次改进在欧洲和日本已发展成第三代产品，第一代为热膨胀式断路器加助吹，将液压机构改为弹簧操作机构和变开距混合式灭弧室。第二代产品为改善开断容性电流特性发展“双容积”灭弧室和新型动态压缩灭弧室，以及双向运行触头系统等，更进一步减少分合闸操作功应用旋弧灭弧原理迫使电弧快速旋转冷却使电流零点时熄灭。第三代产品主要介绍加强操动机构的可靠性和稳定性，传输时无功消耗少，减少机构零件数量等。     

自压式高压断路器的技术发展趋势

自压式SF6高压断路器因运行能量较低，所需机械组件的应力和磨损减少，因此，极大地改善了断路器的综合可靠性。现在，由于寿命延长，提高了配电装置的使用效率。这不仅使购买与安装成本最小而且维修费用最低。目前，自压式断路器的额定电压最高达170 kV，短路电流最高达40 kV。它的新动作原理表明：经过良好设计的部件，提高了高压断开电流额定功率的性能。基于此动态原则，开发了开裂运行245 kV／50 kA的SF6断路器，每次动作驱动能量仅0．7 kW。国外最近开发了各种和弹簧操作机构相组合的断流技术。这种断路器中广泛使用自爆原理和双…     

青海电网330kV SF6罐式断路器增容改造研究

针对青海电网规模的迅速扩张及系统短路容量的快速增长,分析了青海电网系统短路电流现状及采取措施,归纳了影响罐式SF6断路器提高短路开断电流的因素和增容改造研究中需要解决的关键问题,提出了330 kV LW13-363型罐式断路器额定开断短路电流从40 kA提高到50 kA开断能力的增容改造方案并实施。     

真空灭弧室市场需求综述

一、国外市场需求真空灭弧室是真空开关的核心元件,而真空触头则是真空开关的心脏。自从五十年代中期第一台20kV/4kA真空断路器在美国问世以来,仅四十多年里,真空开关的发展极为迅速,迄今真空断路器商品可做到额定电压84kV,额定开断电流100kA。1～36kV真空断路器在日本、德国(原西德)早已形成     

252 kV/85 kA并联开断装置开断过程仿真与击穿特性评估

为实现220 kV系统80 kA及以上短路电流的有效开断,提出了通过两台252 kV/63 kA SF_6断路器分别串联高耦合分裂电抗器(high coupled split reactor,HCSR)后并联形成252 kV/85 kA短路电流开断装置的技术方案。首先搭建了252 kV/85 kA短路电流开断装置仿真电路并建立其磁流体动力学电弧模型,再对该开断装置并联均流工况、燃弧特性及开断过程进行仿真研究,分析其开断过程、影响因素及击穿特性;最后对耦合外部电路限流工况、燃弧特性及开断过程进行仿真计算。根据仿真计算结果,对开断装置均流、限流特性的可能影响因素做了研究,对弧后介质击穿特性进行评估并验证了该技术方案的可行性。     

500 kV整流型混合式高压直流断路器

直流断路器作为柔性直流电网故障元件的快速隔离装置,是构建直流电网的关键设备,能够大力支撑大规模新能源的高效并网和消纳。文中提出一种整流型混合式高压直流断路器电路拓扑,采用桥式换向阀组和单向开断阀组构成分断支路,与常规拓扑相比,使用一半数量的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)即可实现电流双向开断,经济性好和可靠性高。文中详细介绍了整流型混合式高压直流断路器的拓扑结构及其开断工作原理,并提出预分闸控制策略和软合闸控制策略,以缩短分闸时间和减小合闸操作冲击。研制了一台额定电压500kV,额定电流3kA,最大开断电流25kA,开断时间小于3ms整流型混合式高压直流断路器样机。实验结果验证了整流型混合式高压直流断路器电路拓扑的可行性和有效性     

基于真空灭弧室与SF6灭弧室串联的混合断路器

论述了基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器开断能力提高的原理,分析了混合断路器两灭弧室的介质恢复过程。结合混合断路器开断能力提高的机理提出了混合断路器对其操动控制机构的要求,设计了一种基于真空灭弧室与SF6灭弧室串联的光控模块式混合断路器实验模型。实验模型能满足分析混合断路器中真空灭弧室与SF6灭弧室在不同时刻协同动作开断容量增益特性的要求,其协同动作时间分散性在微秒级。实验对比了SF6断路器与基于相同SF6灭弧室串联真空灭弧室的混合断路器短路电流开断能力,证明在不增加SF6气体使用量的前提下,混合断路器具有比SF6断路器更加优越的开断能力。     

“十一五”电力电网建设与高压开关设备（二）

自主研发成功800kV双断口和550kV单断口SF6断路器西开电气自主开发的800kV高压SF6(双断口)罐式断路器和550kVSF6(单断口)罐式断路器,被评为2005年高压开关行业十件大事之一。该公司生产的高压SF6断路器,电压等级从126～800kV,额定电流至4000A,短路开断电流800kV断路器达到50kA,     

关于2×27.5kV双极真空断路器绝缘等级问题探讨

电气化铁路牵引供电系统2×27.5 kV双极真空断路器用于自耦变压器供电方式的接触网馈电线路的接通与开断。根据现行的铁路标准,该类型断路器灭弧室断口采用了27.5 kV额定电压等级的绝缘水平。笔者通过对接触网(T线)和正馈线(AF线)之间非接地短路故障的分析发现:当该断路器开断此类短路故障时,两支断口承受的短路电压一般是不平衡的,其中某一断口承受的电压将超过其绝缘耐受水平,严重劣化其开断短路电流条件,可能造成绝缘损坏甚至爆炸事故。因此建议:提高现行2×27.5 kV双极真空断路器绝缘水平的铁路标准;在现有断路器的2个断口上并联均压电容,平衡电压;增加该类型断路器双断口实际均压情况以及同步性开断试验项目。     

现代SF_6断路器的参数

<正> 目前,几乎所有制造高压(120—250kV)和超高压(300—800kV)断路器的大公司都生产SF_6断路器。与空气和油断路器比较,SF_6断路器具有许多技术优点。此外,SF_6封闭式组合电器中必须要用SF_6断路器。SF_6断路器在开断近区故障、开断小电容电流、自动重合闸循环中的操作、开断反相等方面比空气和油断路器优越。检查和维修工作量少得多。操作时它们产生的噪音较小。它们的应用不受低温结冰的危险性影响。 SF_6断路器的开断能力和其它形式的断路器一样。对于电压550kV(最大工作电压),额定开断电流达63kA(动稳定电流160kA)。对于电压800kV(最大工作电压),额定开断电流等于50kA。     

特高压电容器组专用断路器开断特性及试验研究

特高压电容器组专用断路器不但要满足短路大电流的开断要求,而且要保证额定小电流开断后不发生重击穿。文中比较分析不同灭弧室结构的绝缘性能和冷态介质恢复特性,确定最佳的灭弧室结构。计算额定1.6 k A小电流短燃弧和短路40 k A大电流开断特性,搭建试验回路,测量不同开距下的击穿电压值。结果表明:灭弧室内引弧环结构增大弧触头间的电场值,降低冷态开断介质恢复速度和击穿裕度;屏蔽罩结构对大喷口打开后的弧触头间电场分布具有屏蔽作用;小电流电弧燃弧时间越短,击穿裕度值越小,尽量避免燃弧时间小于0.5 ms,保证弧后具有较大的击穿裕度。预测开断短路电流的最短燃弧时间为15 ms,断路器对开断短路长燃弧的稳定性较高,介质恢复速度较快。文中计算结果与试验结果基本吻合,由于试验击穿点存在分散性,在刚分时刻后0.5 ms内存在重击穿的可能,分闸过程应避免在此时间范围内熄弧,保证燃弧时间大于0.5 ms。     

高压自能式灭弧室和操作机构的技术进步（一）

高压SF6断路器经多次改进在欧洲和日本已发展成第三代产品,第一代为热膨胀式断路器加助吹,将液压机构改为弹簧操作机构和变开距混合式灭弧室。第二代产品为改善开断容性电流特性发展“双容积”灭弧室和新型压缩灭弧室,以及双向运行触头系统等,更进一步减少分合闸操作工应用旋弧灭弧原理迫使电弧快速旋转冷却使电流零点时熄灭。第三代产品主要介绍加强操动机构的可靠性和稳定性,传输时无功消耗少,减少机构零件数量等。     

ZW32A-24/T1250-25户外高压交流真空断路器的研制

目前国内正在进行20kV电网的建设改造工程,针对我国20kV电压等级供电设备短缺的情况,研制出额定电流1 250 A、额定短路开断电流25 kA的24 kV户外高压交流真空断路器。对整体结构和弹簧操动机构进行了介绍,并利用ANSYS软件对绝缘结构进行了仿真设计,并提出改进方案。     

基于零电压零电流的混合式直流断路器

基于IGBT的直流断路器存在导通损耗高、开断过程耗能量大的缺点,传统基于人工过零技术的直流真空断路器难以实现短路大电流的可靠开断。提出了一种综合了“零电压”、“零电流”混合开断原理,同时结合机械开关和半导体开关优点的新型混合式直流断路器方案。该直流断路器能够快速可靠地完成“零电压”电流转移过程,并通过晶闸管短时导通短路电流,确保机械开关弧后介质的可靠恢复,实现断路器的成功开断。样机等效短路电流开断试验结果表明,该新型混合式直流断路器能够用于电力系统配网完成预期10 kV/50 kA短路电流的开断。