断路器选相合闸技术应用综述与展望

目前,选相合闸技术在无功补偿电容器组、特高压线路、滤波器场等场景应用广泛。本文综述了国内外断路器选相合闸技术的研究现状,介绍了断路器选相合闸技术的应用,深入归纳了介质强度下降率（rate of decrease of dielectric strength,RDDS)、温度、间歇时间等各种因素对断路器选相合闸精度的影响,总结了断路器选相合闸的关键技术和问题,分析了断路器合闸动作时间分散性的产生原因,对断路器选相合闸技术的研究提出一些建议。     

断路器选相分合闸技术在扎鲁特换流站中应用实践研究

论述了断路器选相分合闸技术原理,总结了采用此原理的PSD装置在扎鲁特换流站实践应用。通过对比分析不同型号交流滤波器的三相合位产生时间的离散性,推论出不同型号的小组交流滤波器对选相合闸装置过零点的影响,最后通过录波图验证这种推论的正确性,为其他工程采用该装置提供应用参考。     

选相关合技术抑制空载变压器励磁涌流的实验研究

针对随机关合空载变压器产生励磁涌流的问题,采用选相关合技术来抑制励磁涌流。在分析选相关合空载变压器原理的基础上,研究了同时合闸策略、快速合闸策略和延时合闸策略下铁芯磁通的变化规律,并对比分析三种合闸策略的适用条件。最后搭建选相投切10 kV空载变压器实验平台,对有无剩磁时不同关合相位下的励磁涌流进行分析。实验结果表明:变压器铁芯无剩磁时,在电压峰值处合闸可以有效抑制励磁涌流;铁芯存在剩磁时,在电压峰值处合闸仍会产生励磁涌流。因此,有必要预测铁芯剩磁以确定最佳合闸相位,实现空投变压器的无冲击平滑过渡。     

±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。     

真空断路器选相合闸空载变压器的试验研究

电力变压器是电网中至关重要的元件,并且是变电站中最昂贵的设备。如果空载时突然把变压器投入电网,由于变压器的非线性,在合闸瞬间会产生很大的励磁涌流,其幅值可达稳态时的几十倍或更高。通常励磁涌流的衰减速度要比短路电流的衰减速度更慢,在上述高幅值的励磁涌流下,很容易引起变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大以及电能质量降低等问题,而真空断路器的选相合闸能很好的解决这个问题。文中在某大功率试验站的6 kV网络试验回路上采用12 kV快速真空开关进行了空载变压器的合闸试验,试验中测量了真空断路器随机合闸、普通选相合闸和检测剩磁选相合闸空载变压器这3种情况下的励磁涌流,测得的涌流大小用于验证选相合闸的效果。试验结果表明与随机合闸相比,选相合闸能够显著减小励磁涌流,检测剩磁选相合闸与普通选相合闸相比更能显著减小励磁涌流,但是即使采用了检测剩磁选相合闸的方法,真空断路器的预击穿特性也对选相合闸效果存在影响。     

弹簧操动机构驱动的252kV高压SF6断路器选相关合特性试验研究

选相关合技术抑制电力系统过电压和涌流的效果取决于断路器关合相位的准确度,而断路器关合相位的准确度主要受断路器合闸时间稳定性、关合绝缘强度下降率（RDI）S）以及控制系统精度的影响。以弹簧操动机构驱动的252kV高压SR断路器为研究对象,通过机械特性试验和带电关舍绝缘试验,对合闸时间稳定性和RDDS进行研究,分析论证其选相关合的可行性。试验结果显示,该断路器的最佳关合相位为10．26°,最佳合闸时间点为系统电压过零点后的1．3ms,选相关合的预击穿电压在电压幅值的5．1％～29．9％。     

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。     

相控真空断路器投切空载变压器的应用研究

关合空载变压器所产生的励磁涌流容易引起继保装置误动、绕组机械应力增大及电能质量降低等。采用选相合闸技术在铁心中的预感应磁通与剩磁相等时刻投入变压器，可以有效地削弱励磁涌流。该文分析了变压器空载投切的暂态过程及限制励磁涌流的策略，仿真分析及相关试验结果表明选相控制的永磁机构真空断路器很适于选相分合闸的实现。     

选相抑制交流滤波器合闸涌流及过电压研究

换流站内交流滤波器投入过程会产生较大的涌流及过电压,对其内部元件和母线造成很大的冲击,严重威胁系统安全.文中结合高压断路器在不同开距下的电场分布特性计算出预击穿时间和实际关合时间,运用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了直流输电系统模型,仿真分析了计及预击穿特性和机械分散性的选相投切技术对抑制合闸涌流及过电压的有效性,...     

断路器选相合闸装置现场参数整定及测试方法

介绍了断路器选相合闸装置的基本原理、时间参数整定原则,分析了容性负载及感性负载的理想合闸时刻及控制时序.在此基础上,提出了利用继电保护测试仪进行断路器关合时间测试的方法及利用继电保护测试仪输出电压与开关位置、选相合闸装置、故障录波装置相结合的选相合闸性能测试方法.通过工程实例验证了试验方法的可行性及有效性.     

塑料外壳式断路器瞬动校验电流选相合闸技术

在开关电器的脱扣特性实验中,为确保电流中非周期分量最小,采用精度高、使用方便的选相合闸装置很必要.本文指出目前计算机控制的断路器瞬动特性试验设备存在的问题,并提出了改进方案,设计了以80C196KC单片机作为核心的选相合闸装置.该装置应用于断路器瞬动特性试验设备中,较好地消除了试验中的暂态电流.     

CY2000型选相合闸控制系统的应用

通过对CY2000型选相合闸控制系统应用分析的介绍，概述了CY2000型选相合闸控制系统的工作原理及主要功能，特别是电力系统同步开关与试验室选相合闸的区别；并对该系统在试验室实际应用过程中遇到的具体问题进行分析，提出相应的解决方案。     

并联电容器组同步关合最佳目标相位的确定

分析了断路器绝缘特性和合闸时间分散性对并联电容器组同步关合的影响;建立数学模型,给出了根据断路器关合特性和合闸时间偏差确定电容器组同步关合最佳目标相位的方法.根据建立的数学模型,计算了在不同关合特性和开关合闸时间偏差下的同步关合最佳相位和对应的最大开关预击穿电压,为电力系统中电容器组的同步关合控制系统设计提供了理论依据.     

变压器突发短路试验中相控开关技术的应用

介绍了变压器突发短路试验中相控开关技术的应用。阐述了试验中对选相合闸开关的要求和对试验暂、稳态过程进行了详细分析,进一步提出了选相合闸开关的控制策略和试验注意事项。     

低压电器试验中选相合闸开关的应用

介绍了低压电器产品试验中选相合闸开关的应用。阐述了试验中对选相合闸开关的要求,分析了合闸角度的选择,并提出了选相合闸开关今后发展的趋势。     

小断路器的选用

提供了几种常见的小断路器的脱扣特性，介绍了额定值与温度变化的关系及在各种类型的补保护负载情况下小断路器额定值的确定方法，说明了上下级断路器之间保护特性的配合问题，最后介绍了用于直流电路时小断路器的选用方法。     

万能式断路器刚分/刚合速度技术研究

利用多体动力学软件SW Motion对万能式断路器操动系统进行动态仿真建模与分析,获得了分、合闸过程中动触头的刚分速度与刚合速度。分析了断路器主要结构参数对其刚分速度与刚合速度的影响,为断路器机构的设计提供参考。     

万能式断路器短路试验选相合闸分析

短路短延时、短路瞬时保护特性试验是万能式断路器综合性能测试的主要项目之一,测试要求试验电流中不含有非周期直流分量。本文通过对自耦调压器、变压器等值模型的分析,对含有自耦调压器、变压器元件的万能式断路器短路试验电路中非周期直流分量与合闸相角的关系进行了研究,并提出了一种万能式断路器短路保护特性试验方法。仿真结果验证了该方法的可行性与正确性。     

基于带选择性保护小型断路器的自动闭合触头装置设计

针对一般的触头装置在带选择性保护小型断路器(SMCB)中应用的不足,提出了一种自动闭合触头装置的技术方案。该方案不仅使触头弹簧对动触头的分断阻力影响降低到最低,且应用了旋转式双断点技术,使SMCB具有较高的分断能力。